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（Geographical Information System, GIS）是一种采集、处理、存贮、管理、分析、输出地理空间数据及其属性信息的计算机信息系统。自20世纪60年代诞生以来，GIS发展迅速，应用也日趋深化和广泛，逐步融入信息技术(IT)的主流，正在成为信息产业新的增长点,是发展潜力巨大的地理信息产业的主要组成部分之一。如今GIS的应用已经成为我国国民经济和社会信息化建设的亮点，日益深入到各个专业领域和百姓日常生活中。
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随着计算机技术、网络技术、数据库技术等的发展以及应用的不断深化，GIS技术的发展呈现出新的特点和趋势，基于互联网的Web GIS就是其中之一。Web GIS除了应用于传统的国土、资源、环境等政府管理领域外，也正在促进与老百姓生活息息相关的车载导航、移动位置服务、智能交通、抢险救灾、城市设施管理、现代物流等产业的迅速发展。
GIS经历了单机环境应用向网络环境应用发展的过程，网络环境GIS应用从局域网内客户/服务器（Client/Server，C/S）结构的应用向Internet环境下浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)结构的Web GIS应用发展。随着Internet的发展，Web GIS开始逐步成为GIS应用的主流，Web GIS相对于C/S结构而言，具有部署方便、使用简单、对网络带宽要求低的特点，为地理信息服务的发展奠定了基础。
然而，早期的Web GIS功能较弱，主要用于电子地图的发布和简单的空间分析与数据编辑，难以实现较为复杂的图形交互应用（如GIS数据的修改和编辑、制图）和复杂的空间分析，还无法取代传统的C/S结构的GIS应用，出现了B/S结构与C/S结构并存的局面，而C/S结构涉及客户端与服务器端之间大量数据转输，无法在互联网平台实现复杂的、大规模的地理信息服务。
随着电子政务和企业信息化（电子商务）的发展，构建由多个地理信息系统构成的信息系统体系，跨越传统的单个地理信息系统边界，实现多个地理信息系统之间的资源（包括数据、软件、硬件和网络）共享、互操作和协同计算，构建空间信息网格（Spatial Information Grid），成为GIS应用发展需要解决的关键技术问题。这要求将GIS的数据分析与处理的功能移到服务器端，通过多种类型的客户端（如PC、移动终端）上Web Browser或桌面软件调用服务器端的功能，来实现传统C/S结构GIS所具有的功能，最终使B/S结构取代C/S结构的应用，通过GIS应用服务器之间的互操作和协同计算，构建空间信息网格。
B/S结构应用已经由浏览器/网络服务器/数据服务器（Browser/Web Server/Data Server）三层架构阶段进入到浏览器/网络服务器/应用服务器/数据服务器（Browser/Web Server/Application Server/Data Server）四层架构阶段。在新的四层架构中，网络服务器和应用服务器分离，并且其间还可以插入二次开发和扩展功能，其中的应用服务器一般为支持远程调用的组件式GIS平台，或由组件式GIS平台封装而成。将GIS复杂数据分析与处理功能（编辑、拓扑关系的构建、对象关系的自动维护、制图）移到GIS应用服务器上，使客户端与服务端的数据传输减少到最少的程度，为在Internet上实现复杂、大规模的地理信息服务提供了可能。这一架构带来的巨大优势是使服务器端具有极强的扩展性，因此作为应用服务器的组件式GIS所具备的功能，都可以通过B/S结构实现，WebGIS不再是只能满足地图浏览和查询的简单软件了，而是一个体系先进，功能强大的服务器端GIS（Server GIS）。新的服务器端GIS将是未来应用的发展的主流。
经过了多年的发展，各行业对 GIS 的认识和掌握程度日益提高，GIS 本身的技术水平和软硬件设施也日臻完善，其综合性和先进性也得到充分体现，这使得 GIS 在资源环境和社会经济等领域得到了广泛应用，发挥了重大的作用。目前，GIS 应用领域已包括测绘、政府、建筑、地质、环保、农业、城乡规划、灾害监测等各个部门。
1. GIS 发展历史
回顾 GIS 发展的历史，可以归纳为三个发展阶段。20 世纪 50 年代中期到 80 年代后期，是 GIS 的开发时期，该阶段的 GIS 软件是以地图为基础进行单机、集中式处理，具有数据处理系统和管理信息系统初期设计的主要特点。80 年代末到 90 年代初是 GIS 第二个发展阶段，这一阶段 GIS 在快速发展的计算机硬件和软件支撑下得到了迅速发展，商品化GIS 软件正式进入传统的软件市场，并在各行业中得到广泛应用。90 年代中后期以来，是GIS 的第三个重要的发展历史时期，此时 GIS 普遍采用了面向对象的软件技术，极大提高了 GIS 的二次开发能力，实现了空间数据和属性数据的一体化存储。在此基础上还逐渐形成了 “3S”技术集成，在一定程度上实现了矢量数据、图像数据一体化存储、叠加和矢量-栅格数据的相互转化。
在地学应用方面，GIS 发展主要经历了以下几个阶段: 20 世纪 70 年代末，一些数学地质专家、遥感地质专家、计算机地学处理专家积极开展了这方面应用工作; 80 年代中后期，GIS 的地学应用特别是矿产资源评价预测处于实验成熟期; 进入 90 年代，GIS 在地学和其他领域得到空前广泛应用; 90 年代初期，美国矿产资源评价预测广泛应用了包括GIS 在内的计算机信息处理技术，90 年代中后期，GIS 在矿产预测方面采用了多种数学模型，如模糊逻辑法、代数法、神经网络法，这些工作极大地推动和丰富了地学研究与 GIS的结合。
2. GIS 未来发展趋势
从系统角度看，在未来的几十年内，GIS 将向着数据标准化 ( Interoperable GIS) 、数据多维化 ( 3D/4D GIS) 、系统集成化 ( Component GIS) 、平台网络化 ( Web GIS) 和应用社会化 ( 数字地球，DE) 的方向发展。
互操作地理信息系统 ( Interoperable GIS) 是 GIS 系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。
三维或四维地理信息系统 ( 3D/4D GIS) 是从以往静态的二维 GIS 模型向三维、四维、甚至多维的动态模型转换，从而实现利用 GIS 表达世界真三维空间数据场。目前 3DGIS 已开始应用于许多行业中，如矿山三维 GIS 的构建，地质构造模型的三维可视化，城市三维景观制作，三维可视化在固体矿产中的应用，三维可视化在地震解释中的应用，三维 GIS 在地质灾害中的应用，三维 GIS 在数字区调中的应用等。
Com GIS ( Component GIS) 是面向对象和构件技术的地理信息系统，是把 GIS 的功能模块划分为多个控件，每个控件完成不同的功能，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终 GIS 应用。
Web GIS 是 Internet 和 WWW 技术应用于 GIS 开发的产物，是实现 GIS 互操作的一条最佳解决途径。从 Internet 的任意节点，用户都可以浏览 Web GIS 站点中的空间数据，制作专题图，进行各种空间信息检索和空间分析。随着 Internet 的飞速发展，Web GIS 的发展更加广阔，它改变了 GIS 数据及应用的访问和传输方式，使 GIS 真正变成了大众使用的工具。
数字地球 ( DE) 是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化手段统一处理地球问题和最大限度地利用信息资源。数字地球是 GIS 的延伸，建立数字地球的核心技术包括 GIS 与数据库、遥感、遥测、信息技术等。遥感、遥测技术用来完成数据采集、处理和识别，GIS 和数据库技术用于完成数据存储、检索、集成、融合、综合和分析，从而完成数字地球的核心功能，光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空间数据的传输任务。
1. 组件式GIS
(1)高效无缝的系统集成,
(2)无须专门的GIS开发语言,只要掌握基于WindoWs开发的通用环境,以及组件式GIS各控件的属性、方法和事件,就能完成应用系统的开发。
(3)大众化的GIS用户可以象使用其它ActiveX控件一样使用GIS的控件,使非专业的GIS用户也能胜任GIS应用开发工作。
(4)开发成本低,非GIS功能可以利用非专业控件,降低了系统的成本。
2.网络GIS
(1)适应性强。 (2)应用面广。 (3)现势性强。 (4)维护社会化。 (5)使用简单。
3. 新一代的时空数据结构与数据模型。
“真三维”、“时空四维”等结构也正在探索中。
GIS空间数据模型发展趋势主要表现在:时空数据模型 三维数据模型 动态空间数据模型
4.地学空间数据自动输入技术。
图形和属性数据的输入历来是GIS建立的一个“瓶颈”，自动输入的发展将最终解决这个问题。GIS自动输入包括对属性表格的扫描和识别、图形扫描和追踪、拓扑关系自动生成、图例符号的自动标识等。
5.具有统一标准的分布式GIS（Open GIS）
Open GIS是为了使不同的地理信息系统软件之间具有良好的互操作性，以及在异构分布数据库中实现信息共享的途径。由于GIS的迅速发展，建立具有统一规范标准的多级、分布式系统，已成为地理信息系统发展的必然趋势，国外的一些重要的GIS软件系统如ARC/INFO、MIPS等都发展了网络通讯功能。Open GIS具有(1)互操作性：(2)可扩展性：(3)技术公开性：(4)可移植性：还有兼容性、可实现性、协同性等特点。
6.GIS与RS、GPS一体化
3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力；相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。
7.GIS智能化