地理信息系统的特征

⑴ 地理信息系统的技术特点

地理信息系统 (Geographical Information System)

简述
简单的几句话，是不能解释地理信息系统概念的。这里仅仅是泛泛的介绍。首先，GIS是一种计算机系统，它具备一般计算机系统所具有的功能，如采集、管理、分析和表达数据等功能。其次，GIS处理的数据都和地理信息有着直接间接的关系。地理信息是有关地理实体的性质、特征、运动状态的表征和一切有用的知识，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。空间位置数据描述地物或现象所在位置；属性数据有时又称作非空间数据，是属于一定地物或现象、描述其特征的定性或定量指标；时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻或时段。由此，可以简单地定义地理信息系统为用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。依照其应用领域，地理信息系统可分为土地信息系统、资源管理信息系统、地学信息系统等；根据其使用的数据模型，可分为矢量、栅格和混合型信息系统；根据其服务对象，可分为专题信息系统和区域信息系统等等。

与一般的管理信息系统相比，地理信息系统具有以下特征：（1）地理信息系统在分析处理问题中使用了空间数据与属性数据，并通过数据库管理系统将两者联系在一起共同管理、分析和应用，从而提供了认识地理现象的一种新的思维方法；而管理信息系统则只有属性数据库的管理，即使存储了图形，页往往以文件形式等机械形式存储，不能进行有关空间数据的操作，如空间查询、检索、相邻分析等，更无法进行复杂的空间分析。（2）地理信息系统强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据，地理信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。

地理信息系统理解的歧意

目前，对地理信息系统的定义还存在分歧。这种分歧起因于地理信息系统本身诞生历史不长、发展速度很快、应用领域广泛等因素。因此，地理信息系统的定义可能基于系统具备的功能，也可能基于应用或其它方面。 David J．Cowen（1988）在分析现有地理信息系统定义的基础上，将其归结为以下四类：

（l）面向数据处理过程的定义。认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析与输出等子系统组成。过程定义本身很清楚，强调数据的处理流程，但其外延太广泛，不利于将地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统分开。

（2）面向专题应用的定义。在面向过程定义的基础上，按其分析的信息类型来定义地理信息系统，如土地利用信息系统、矿产资源管理信息系统、投资环境评估信息系统、城市交通管理信息系统等。应用定义有助于描述地理信息系统的应用领域范畴。

（3）工具箱定义。这种定义基于软件系统分析的观点，认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法。工具箱定义系统地描述了地理信息系统软件应具备的功能，为软件系统的评价提供了基本的技术指标。

（4）数据库定义。在工具箱定义的基础上，更加强调分析工具和数据库间的联接。一个通用的地理信息系统可看成是许多特殊的空间分析方法与数据管理系统的结合。

另外，从地理信息系统在实际应用中的作用与地位来看，目前对地理信息系统的认识可归纳为三个相互独立又相互关联的观点。一是地图观点，强调地理信息系统作为信息载体与传播媒介的地图功能，认为地理信息系统是一种地图数据处理与显示系统，在此，每个地理数据集可看成是一张地图，通过地图代数实现数据的操作与运算，其结果仍然表现为一张具有新内容的地图。测绘及各种专题地图部门非常重视地理信息系统的快速生产高质量地图的能力。第二种观点称为数据库观点，多为具有计算机科学背景的用户所接纳，强调数据库系统在地理信息系统中的重要地位，认为一个完整的数据库管理系统是任何一个 成功的地理信息系统不可缺少的部分。第三种观点则是分析工具观点，强调地理信息系统的空间分析与模型分析功能，认为地理信息系统是一门空间信息科学。第三种观点普遍地为地理信息系统界所接受，并认为这是区分地理信息系统与其它地理数据自动化处理系统的唯一特征。

综上所述，地理信息系统可定义为：由计算机系统、地理数据和用户组成的，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。

地理信息系统与地图学及电子地图

地图作为记录地理信息的一种图形语言形式，最为古老，久负盛誉。从历史发展看，地理信息系统脱胎于地图，并成为地图信息的又一种新的载体形式，它具有存储、分析、显示和传输的功能，尤其是计算机制图为地图特征的数字表示、操作和显示提供了成套方法，为地理信息系统的图形输出设计提供了技术支持；同时，地图仍是目前地理信息系统的重要数据来源之一。但二者间有着一定的差别：地图强调的是数据分析、符号化与显示，而地理信息系统则注重于信息分析。同时，地图学理论与方法对地理信息系统的发要的影响，并成为地理信息系统发展的根源之一。

地理信息系统与制图系统的关系存在两种看法。其一，计算机辅助制图系统是地理信息系统的一部分；其二，地理信息系统是机助制图系统之上的超结构（Superconstructure）。从地理信息系统的发展过程可以看出，地理信息系统的产生、发展与制图信息系统存在着密切的联系，两者的相通之处是基于空间数据库的空间信息的表达、显示和处理。

从系统组成和功能上，一个地理信息系统拥有机助制图系统的所有组成和功能，并且地理信息系统还有数据处理的功能。但随着电子制图系统（Electronic manning system，EMS）的出现和发展，出现了电子图集。与传统地图集相比，电子地图集有许多新的特征:①声、图文和数据多媒体集成，把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合，充分利用了读者的各种感官；②查询检索和分析决策功能，能够支持从地图图形到属性数据和从属性数据到图形的双向检索；③图形动态变化功能，从开窗缩放、创览阅读等基本功能到地图动画功能、多维动画图形模拟等；④具有良好的用户界面，使读者介入地图的生成过程；⑤多级比例尺之间的相互转换，由于计算机屏幕幅面的限制和计算机潜在的计算功能和巨大的存贮能力，要求具有多级比例尺不同程度的制图综合功能。与地理信息系统相比，由于电子制图系统具有电子地图集的功能，因此它所拥有的表达与显示空间信息的功能更强。好的电子制图系统应具有地理信息系统的所有功能，并且具有在电子媒体上应用各种不同的格式来创建、存贮和表达资料信息的能力。

节选自《地理信息系统导论》陈述彭等编著

⑵ 地理信息系统产品有哪些表现形式

地图是空间实体的符号化模型,是地理信息系统产品的主要表现形式,地图具有以下特征：1.采用特殊数学法则产生的可量测性：制作地图采用地图投影、比例尺和定向将地球表面的实体投影到二维平面并制成各种分幅的地图.2.使用符号化模型产生的直观性：地图使用符号表示实体,符号的视觉感受由符号的视觉变量决定,视觉变量包括形状、尺寸、色相、色值、色强度、图案排列、图案方向、图案纹理等.地图符号根据其形式可分为点状符号、线状符号、面状符号.地图的符号模型简化了地物图形,可以选择性地表示地物并与地物的实际大小无关,能够表示视觉上相互重叠的多种要素和不能直接看到的现象,还可反映实体的质量特征.3.采用制图综合产生的一览性：制图综合对实体质量特征进行分类分级,对次要的实体或实体特征进行选取概括,使得反映的地理现象主次分明,确切地表示出各要素间相互关系,更易于理解事物本质和规律.根据地理实体的空间形态,常用的地图种类有点位符号图.线状符号图、面状符号图、等值线图、三维立体图、晕渲图等.点位符号图在点状实体或面状实体的中心以制图符号表示实体质量特征；线状符号图采用线状符号表示线状实体的特征；面状符号图在面状区域内用填充模式表示区域的类别及数量差异；等值线图将曲面上等值的点以线划连接起来表示曲面的形态；三维立体图采用透视变换产生透视投影使读者对地物产生深度感并表示三维曲面的起伏；晕渲图以地物对光线的反射产生的明暗使读者对三维表面产生起伏感,从而达到表示立体形态的目的.图像也是空间实体的一种模型,它不采用符号化的方法,而是采用人的直观视觉变量（如灰度、颜色、模式）表示各空间位置实体的质量特征.它一般将空间范围划分为规则的单元（如正方形）,然后在根据几何规则确定的图像平面的相应位置用直观视觉变量表示该单元的特征.非空间信息可采用统计图表表示.统计图将实体的特征和实体间与空间无关的相互关系采用图形表示,它将与空间无关的信息传递给使用者,使得使用者对这些信息有全面、直观的了解.统计图常用的形式有柱状图、扇形图、直方图、折线图和散点图等.统计表格将数据直接表示在表格中,使读者可直接看到具体数据值.随着数字图像处理系统、地理信息系统、制图系统以及各种分析模拟系统和决策支持系统的广泛应用,数字产品成为广泛采用的一种产品形式,供信息作进一步的分析和输出,使得多种系统的功能得到综合.数字产品的制作是将系统内的数据转换成其它系统采用的数据形式.

⑶ 地理信息系统具有哪些特征

1、公共的地理定位基础。

2、具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力。

3、系统以分专析模型驱动，具属有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息。

4、以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

(3)地理信息系统的特征扩展阅读：

地理信息系统已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”，近年来，也有称GIS为"地理信息服务"。

GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理。 GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作集成在一起。

国外地理信息系统研究时间较长，已经形成相对成熟的产业，美国、日本、德国、加拿大等有许多地理信息系统的高科技企业。我国地理信息系统产业发展时间比较短，虽然也有一些高科技企业，但规模比较小，许多科研成果有待走出实验室，所以公众对其认知度还不高。

⑷ 地理信息系统中空间数据有什么特征

空间数据具有三个基本特征：空间特征（定位）、属性特征（非定位）、时间特征（时间尺度）。

1、空间特征。又称几何特征或定位特征，一般以数据坐标表示。

2、属性特征。表示现象的特征，例如变量，分了类和名称。

3、时间特征。指现象或物体随时间的变化。

空间数据是数据的一种特殊类型。它是指凡是带有空间坐标的数据，如建筑设计图、机械设计图和各种地图表示成计算机能够接受的数字形式。

(4)地理信息系统的特征扩展阅读：

用来表示物体的位置、形态、大小分布等各方面的信息，是对现世界中存在的具有定位意义的事物和现象的定量描述。根据在计算机系统中对地图是对现实教想的存储组织、处理方法的不同，以及空间数据本身的几何特征，空间数据又可分为图形数据和图像数据。

数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。空间数据是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。数据结构是对数据的一种理解和解释。

不说明数据结构的数据是毫无用处的，不仅用户无法理解，计算机程序也不能正确地处理。对同样一组数据，按不同的数据结构去处理，得到的可能是截然不同的内容。空间数据结构是GIS沟通信息的桥梁，只有充分理解地理信息系统所采用的特定数据结构，才能正确有效的使用系统。

⑸ 面向电子政务的地理信息系统有何特征

面向电子政务的地理信息系统,即政府地理信息系统,是地理信息系统在政府首脑机关的应用形成的专门的研究和应用领域.从技术层面上说,面向电子政务的地理信息系统是业务型地理信息系统,是一种与办公自动化、管理信息系统、WEB信息发布在技术、数据和业务三方面充分集成的地理信息系统技术和开发模式,是各级政府加载各种专业信息和政务信息的平台.从理论体系、信息资源和主要技术支撑环境上说,面向电子政务的地理信息系统与一般地理信息系统没有本质区别,但从系统的体系结构、服务目标、网络通信、建设模式和运行机制等方面看,面向电子政务地理信息系统又有其自身的明显特征,主要表现在以下几个方面：
――包含的关系主体比一般地理信息系统要多,除了企业与公民外,更主要的是政府机构；处理的关系除了行业业务关系外,更多的是行政事务.一般地理信息系统仅仅是技术的产物,而面向电子政务的地理信息系统则超越了技术层面,与政府行政管理等相结合,上升为国家发展战略.
――是一个社会性的技术工程,既要解决技术问题和数据问题,还要面对大量的组织协调问题.这是因为政府管理具有跨行业跨部门、量大面广的特点,中央常关注几个大问题,如资源、环境、人口、灾害问题等,没有一个可以由某个部门单独解决.
――是一种大型分布式地理信息系统,具有逻辑上统一、物理上分布的特点.电子政务的空间分布特征表现为：各级政府所管辖的行政空间范围,以及所管辖范围内的不同行业、部门单位及个人家庭等的空间分布,所管辖范围内的城市基础设施的空间分布等.
――一般地理信息系统项目由于建设单位不同,数据库的存储结构、命名体系、要素现势性存在极大差异.面向电子政务的地理信息系统在自然资源地理空间数据库建设中,遵循权威部门出权威数据的基本原则,权威数据的提供部门要对数据的准确性、完整性和现势性负责.
――复杂程度较高.由于政府地理信息系统强调地理信息系统、管理信息系统、办公自动化的无缝集成,而三者各有侧重,如办公自动化侧重对工作流的控制,管理信息系统则侧重对数据、信息的管理,而地理信息系统侧重数据、信息的可视化和空间分析,因此其复杂程度远高于普通信息系统.
――其功能着重于表现数据的可视化,复杂的空间分析能力相对比较弱.它强调的是在地理信息系统提供的空间基础框架上,进行业务处理和实现图文一体化的自动化办公.专业地理信息系统如军事地理信息系统等,则在虚拟现实、专业空间分析等方面的功能相对较强.

⑹ 地理信息系统的特征

与一来般信息系统相比，GIS具有自以下特征:

(1)数据的空间定位特征。地理数据3个基本要素:属性、时间和空间位置。其中空间位置特征是地理数据区别于其他数据的本质特征，并且是地理数据所特有的。GIS应具有对空间数据表示、操纵和管理的能力。

(2)空间关系处理的复杂性。GIS除了要完成一般普通事物性信息系统的工作(属性信息处理)外，还需要完成与其对应的空间位置及空间关系处理，与属性数据的一一对应关系的处理，及空间数据的存储和管理问题。

(3)海量数据管理能力。GIS中海量数据特征来自两个方面，一是地理数据，二来自空间分析。这些海量数据带来的是数据组织、系统运转、网络传输等一系列技术难题，这也是GIS比其他信息系统复杂的因素之一。

⑺ 地理信息系统的意义、特点与发展趋势

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。
位置与地理信息既是LBS的核心，也是LBS的基础。一个单纯的经纬度坐标只有置于特定的地理信息中，代表为某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和理解。用户在通过相关技术获取到位置信息之后，还需要了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，从而为用户活动提供信息支持与服务。
地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。

特点
公共的地理定位基础；
具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；
系统以分析模型驱动，具有极强的空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息；
以地理研究和地理决策为目的，是一个人机交互式的空间决策支持系统。

发展空间
许多学科受益于地理信息系统技术。活跃的地理信息系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。这些发展反过来导致这项技术在科学、政府、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。地理信息系统也分化出定位服务(LBS)。LBS使用GPS通过所在地与固定基站的关系用移动设备显示其位置(最近的餐厅,加油站,消防栓),移动设备(朋友,孩子,一辆警车)或回传他们的位置到一个中央服务器显示或作其他处理。随着GPS功能与日益强大的移动电子(手机、pad、笔记本电脑)整合，这些服务继续发展。

⑻ 地理信息系统的特征有哪些

内容丰富，效率高，可方便的分析，输出空间信息并作出动态预测

⑼ 地理信息系统工程的特性

(1) 分析现行运行过程，获取现行系统流程图系统分析员在对用户现行工作流程深入调查的基础上，要对现行系统进行深入细致的分析和研究，明确现行系统的目标、规模、界限、主要功能、组织机构、业务流程、数据流程、数据存储、对外联系、日常事物处理与主要存在问题，获取对现行系统的充分认识与理解。按照现行系统的职能划分和业务范围，概括抽象出现行系统的业务框图或业务流程图，通过各业务职能的相互关系和可实现程度，初步界定出GIS建设可实现的业务内容和可改进的职能。例如，对于在空间数据库基础上提供空间分析功能的土地管理信息系统，我们可以实现对土地有关的各项指标的查询、统计以及进行土地资源的单一或多用途评级、评价，但不可能期望通过该级别GIS的建设实现对土地利用的自动规划。按照现行系统对数据的使用、加工和处理过程，获得现行系统的数据流程图，对于以空间数据处理为其对象的部门来说，它的运作需要涉及大量的图形、表格、文挡资料，数据流程图是其具体业务过程和作业过程的反映，代表了数据操作的逻辑模型。(2) 进行数据分析，获取数据字典对数据流程图中出现的所有空间数据、属性数据进行描述与定义，形成数据字典，列出有关数据流条目、文件条目、数据项条目、加工条目的名称、组成、组织方式、去值范围、数据类型、存储形式、存储长度等。数据流条目：组成、流量、来源、去向；文件条目：文件名、组成、存储方式、存取频率；数据项条目：数据项名、类型、长度、取值范围；处理条目：处理名、输入数据、输出数据、处理逻辑。(3) 导出现行系统的逻辑模型在理解现行系统怎样做的基础上，明确其本质是做什么，对现行系统的具体模型进行抽象，去掉那些具体的、非本质的、在进一步深入分析中造成不必要负担的东西，获取反映系统本质的逻辑模型，作为待建GIS逻辑模型的依据。例如，对图8-1(a)所示非本质的因素进行抽象，可得图8-1(b)所示的逻辑模型。
(4)进行用户需求分析与描述
在对现行系统深入分析的基础上，找出现行系统存在的问题和 弊端，对用户提出的要求进行综合抽象和提炼，形成对待建GIS需求的文字描述，包括有功能需求、性能需求、数据管理能力需求、可靠性需求、安全保密需求、用户接口需求、联网需求、软硬件需求、运行环境需求等的文字描述。
(5) 明确待建GIS的目标
对可行性分析中的目标进行进一步深化明确，获得待建GIS更加明确具体的目标。
(6) 导出待建GIS的逻辑模型
这是系统分析中实质性的一步。将待建系统的逻辑模型与待建
GIS的目标相比较，找出逻辑上的差别，决定出变化的范围，明确待建GIS做什么；将变化的部分看作新的处理步骤或模块，对现有数据流程图进行调整；由外向内逐层分析，获得待建GIS的逻辑模型。
(7) 制定设计实施的初步计划
对工作任务进行分解，确定各子系统（或模块）开发的先后顺
序，分配工作任务，落实到具体的组织和人；对GIS建设的时间进度进行安排；对GIS建设费用进行评估。
系统分析的最后阶段由分析员提交用户需求分析报告，用户需求分析报告一般应经过用户主管部门的批准，在经过用户和开发者双方认可后，具有合同的作用，是GIS建设中进行开发设计和验收的依据。 GIS总体设计总体设计的任务主要有：
(1) 系统的目的、目标及属性的确定
系统的目的是系统建成后应达到的水平标志，或称系统预期达
到的水平。GIS系统必须提出明确的系统目的，以指导工作的展开。
系统目标是实现目的过程中的努力方向，GIS工程中提出的系统目标因具体问题而变化，比如：
·投资规模（大、中、小）
·建设周期（一年、二年，……）
·数据准备（半年，一年，……）
·数据采集（半年，一年，……）
·旧有设备的利用
·效益预计·系统被接纳和使用度（或满意度）估计
……
系统属性是指对目标的量度。由于GIS工程建设的多样性及不易量测的特点，衡量GIS工程的属性通常采用：
·直接经济和社会效益
·间接经济和社会效益
·系统对原有工作模式改进程度
·对使用者的满意度调查……
在处理实际问题时，常常遇到系统目标不只一个，而是多个，它们共同构成目标集合。对目标集合的处理，往往把目标分解，按子集、分层次画成树状结构，称其为目标树，如图8-2。
图8-2 目标树示意图
构造目标树的原则是：
1)目标子集按目标的性质进行分类，把同一类目标划分在一个目标子集内；
2)目标分解，直至可量度为止。
把目标结构画成树状结构的优点是，目标集合的构成与分类比较清晰、直观；更为重要的是，按目标性质分为子集，便于进行目标间的价值权衡，也就是说，在确定目标的权重系数过程中，能够明确地表明应该和那些层次、那些部门的决策者对话。
(2) 进行各子系统或模块的划分与功能描述
按照GIS各功能的聚散程度和耦合程度、用户职能部门的划分、
处理过程的相似形、数据资源的共享程度将GIS划分为若干子系统或若干功能模块，构成系统总体结构图，并对各系统或模块的功能进行描述。(3) 模块或子系统间的接口设计
各子系统或模块作为整个GIS的一部分，相互间在功能调用、
信息共享、信息传递方面都存在着或多或少的联系，故应对其接口方式、权限设置进行设计。例如，一个城市规划与国土信息系统可划分为基础信息、规划信息、土地管理、市政管线、房地产管理、建筑设计管理等子系统。相互间都要共享有关基础数据、规划数据、市政管线数据、地籍数据，同时存在相互的调用，应对调用方式、数据共享权限等作出严格规定与设计。
(4) 软硬件配置设计
硬件：包括计算机、存储设备、数字化仪、绘图仪、打印机、
其它外部设备。说明其型号、数量、内存等性能指标，画出硬件设备配置图。
软件：说明与硬设备协调的系统软件、开发平台软件等。
(5) 网络设计包括对网络的结构、功能两方面的设计。例如，在城市规划与
国土信息系统中，基础信息、规划管理、土地管理、市政管线、房地产管理、建筑设计管理等子系统间存在着数据共享和功能调用关系，由于各自针对不同的部门使用，就要求设计相应的网络结构，实现相互间及其与总系统的联网，同时，城市规划与国土信息系统也可能与城市经济信息系统联网。
(6) 输入输出与数据存储要求
对新建GIS输入、输出的种类、形式要求等，以及对数据库的
用途、组织方式、数据共享、文件种类作一般说明，详细内容在详细设计中考虑。
(7) 开发策略规定
包括经费管理、条件保证、运行管理、计划实施、实施方案说
明、组织协调等的规定。
(8) 成本与收益分析成本是指开发和（或）运行GIS系统所支付的资金，而收益是
指由于新系统的投入而增加的收入或减少的成本。开发系统是一种投资，这意味着当前需向某一项目支付资金，希望将来某个时候能够获得收益。在开发周期的每一个阶段都需要投资，而期望的收益来至减少成本或增加收入。如果期望的收入小于成本，那么这个系统可能不值得继续做下去。
详细设计
详细设计是在总体设计的基础上进一步深化，主要内容有：(1) 模块设计详细设计是对总体设计中已划分的子系统或各大模块的进一步深入细化设计。按照内聚度和耦合度、功能完整性、可修改性进一步划分模块，形成进一步功能独立、规模适当的模块，要求各模块高内聚低耦合（即块内紧，块间松），对各模块进行设计，画出各模块结构组成图，详细描述各模块的内容和功能。(2) 代码设计GIS数据量大，数据类型多样，为减少数据冗余度，方便对数据的分类、统计、检索和分析处理，提高处理速度，便于管理，节约存储，需要对有关数据元素或数据结构（如用地分类、公共建设设施性质、管道类型、管道名称等）进行代码设计、形成编码文件，必要时还应建设代码字典，记载代码与数据间的对应关系。GIS中所设计的代码应具有唯一性、标准性和通用性、可扩充性和稳定性、易修改性、易识别和记忆等特点。(3) 数据库设计常用的关系数据库并不适合对GIS中大量的空间数据的有效管理。GIS中一般应包含两个数据库：空间数据库和属性数据库。一般说来，GIS的开发平台已经提供相应的数据库管理系统或从现有的系统中选购。数据库设计要完成数据库模型设计、数据结构的设计。对于一个大型的GIS，数据库的设计是一个十分复杂的过程，要求数据库设计者对数据库系统和GIS应用系统有相当深入的了解，空间数据库的设计要对数据分层、要素属性定义、空间索引或检索等作明确的设计。(4) 数据获取方案设计数字化作为GIS数据采集的重要方式，是GIS获取有关图形图件信息的重要手段。数字化方案设计的内容包括：内容选取与分层、数字化中要素关系的处理原则与策略、相应专题内容的数字化方案、数字化作业步骤、数字化质量保证等。(5) 界面设计GIS作为一种可视产品，一个人机界面友好，简单易学、灵活方便的界面是GIS建设的一个重要内容。GIS数据信息的提供显示更多地与图形符号化紧密相联，要多图面布局形式、图面布局内容、色调搭配、菜单形式、菜单布局、对话作业方式说明。(6) 输入输出设计在总体设计的基础上，对输入输出的内容、种类、格式、所用设备、介质、精度、承担者作出明确的规定。(7) 程序模块设计对模块设计中的各模块进行逐个模块的程序描述，主要包括算法和程序流程、输入输出项、与外部的接口等。(8) 安全性能设计用来避免由于存在的各种危险而造成的事故，确保GIS系统使用安全，运行可靠。按照待建GIS的状况和用户对象，进行如下某些内容的设计：对用户分级，设置相应的操作权限；对数据分类，设置不同的访问权限；口令检查，建立运行日志文件，跟踪系统运行；数据加密；数据转储、备分与恢复；计算机病毒的防治。(9) 实施方案设计对工作任务分解，指明每项任务的要求和负责人，对各项工作给出进度要求，作出各项实施费用的估算及总预算。系统设计的主要成果是系统设计说明书，包括总体设计说明书和详细设计说明书，是GIS系统的物理模型，也是GIS实施的重要依据。 开发与实施是GIS建设付诸实现的实践阶段，实现系统设计阶段完成的GIS物理模型的建立，把系统设计方案加以具体实施。在这一过程中，需要投入大量的人力物力，占用较长的时间，因此必须根据系统设计说明书的要求组织工作，安排计划，培训人员，开发和实施的内容及流程见图8-3。
(1) 程序编制与调试
程序编制与调试的主要任务是将详细设计产生的每一模块用某种程序设计语言予以实现，并检验程序的正确性。为了保证程序编制与调试及后续工作的顺利进行，软硬件人员首先应进行GIS系统设备的安装和调试工作。一般情况下，程序的编制与调试在GIS提供的环境下进行，根据具体的问题，分析、编写详细的程序流程图，确定程序规范化措施，最后完成程序的编制、调试、测试。程序编制可以采用结构化程序设计方法，使每一程序都具有较强的可读性和可修改性。当然也可以采用面向对象的程序设计方法。每一个程序都应有详细的程序说明书，包括程序流程图、源程序、调试记录以及要求的数据输入格式和产生的输出形式。
(2) 数据采集与数据库建立
GIS过程中需要投入大量的人力进行数据的采集、整理和录入工作。GIS规模大，数据类型复杂多样，数据的收集与准备是一项既繁琐，劳动量又巨大的任务，要求数据库模式确定后就应进行数据的输入，对数据的输入应按数字化作业方案的要求严格进行，输入人员应进行相应程度的培训工作。(3) 人员的技术培训
GIS的建设需要很多人员参加工作，包括系统开发人员、用户和领导阶层，为了保证GIS的调试和用户尽快掌握，应提前对有关开发人员、用户、操作人员进行培训，掌握GIS的概貌和使用方法。
对于一般人员和领导，也应给予一定的宣传和教育，使其对新建GIS系统有所了解，关心和支持GIS的实施工作。
(4) 系统测试
系统调试与测试是指对新建GIS系统进行从上到下全面的测试和检验，看它是否符合系统需求分析所规定的功能要求，发现系统中的错误，保证GIS的可靠性。一般说来，应当由系统分析员提供测试标准，制定测试计划，确定测试方法，然后和用户、系统设计员、程序设计员共同对系统进行测试。测试的数据可以是模拟的，也可以是来自用户的实际业务，经过新建GIS的处理，检验输出的数据是否符合预期的结果，能否满足用户的实际需求，对不足之处加以改进，直到满足用户要求为止。
测试方法可采用如下流程实施：设计一组测试用例→用各个测试用例的输入数据实际运行被测程序→检测实际输出结果与预期的输出结果是否一致。这里供测试用的数据具有非常重要的作用，为了测试不同的功能，测试数据应满足多方面的要求；含有一定的错误数据；数据之间的关系应符合程序要求。
GIS的开发与实施阶段将产生一系列的系统文挡资料，一般包括用户手册、使用手册、系统测试说明书、程序设计说明书、测试报告等。 (1) 系统的维护GIS的维护主要包括以下四个方面的内容。1) 纠错纠错性维护在系统运行中发生异常或故障时进行的。往往是对在开发期间未能发现的遗留错误的纠正。任何一个大型的GIS系统在交付使用后，都可能发现潜藏的错误。2) 数据更新数据是GIS运行的血液，必须保证GIS中数据的现势性，进行数据的及时更新，包括地形图、各类专题图、统计数据、文本数据等空间数据和属性数据。由于空间数据在GIS中具有庞大的数据量，这里研究如何利用航空和多种遥感数据实现对GIS数据库的实时更新具有重要的意义，例如可借助航空影象实现对地图的更新。3) 完善和适应性维护软件功能扩充、性能提高、用户业务变化、硬件更新、操作系 统升级、数据形式变换引起的对系统的修改维护。4) 硬件设备的维护包括机器设备的日常管理和维护工作。例如，一旦机器发生故障，则要有专门人员进行修理。另外，随着业务的需要和发展，还需对硬件设备进行更新。为了避免系统维护过程中带来的副作用（对其它过程或子系统的影响），加强维护过程中的管理工作是非常重要的，要求按如下步骤严格执行：提出修改需求→领导批准→分配维护任务→验收工作结果。(2) 系统的评价评价是指对GIS的性能进行估计、检查、测试、分析和评审。包括用实际指标与计划指标进行比较，以及评价系统目标实现的程度。在GIS运行一段时间后进行。系统评价的指标包括经济指标、性能指标个管理指标各个方面，最后应对评价结果形成系统评价报告。