GIS مجموعه ای سازمان یافته از سخت افزار ، نرم افزارهای کامپیوتری ، داده های مکان مرجع شامل : داده های توصیفی ومکانی ، افراد متخصص والگوریتم هاست که به منظور گردآوری ، ذخیره سازی ، بهنگام سازی ، پردازش، بازیافت ، تجزیه وتحلیل وارائه شکلهای مختلف اطلاعات مکان مرجع ، طراحی وایجاد شده وبه بیان مشخصات وویژگی های جغرافیائی داده ها می پردازد.

تاریخچه مختصری از GIS
تاریخچه GIS به زمان های خیلی قبل بر نمی گردد.اصطلاحGIS (Geogeraphical Information System) در اواسط سال 1960 میلادی پا به عرصه وجود نهاد .کلاً GIS محصول قوه فکری جغرافیائی نیست وبا تحقیق وتوسعه GIS از سال 1960 میلادی وبا تلاش گروه کوچکی از پیشگامان حرفه ای چند رشته علمی شروع شد. هر گروه علاقه داشتند که از تکنولوژی کامپیوتر عصر خود در کاربرد داده های جغرافیائی ودر موارد خاصی از مدیریت زیست محیطی وبرنامه ریزی استفاده نمایند.

اصولاً پنج زمینه کلی زیر به عنوان عناصرکلیدی برای توسعه GIS از دیگر مواردبصورت برجسته تری نمود پیدا می کند.
1- معماری چشم انداز 2- علوم کامپیوتری 3- علوم جغرافیا 4- سنجش از دور 5- کارتوگرافی معماران چشم انداز در سال 1960 از اولین دسته دانشمندان زیست محیطی بودند که از روش ادغام لایه های نقشه ای جهت انتخاب بهینه مناظر زیبا برای تسهیلات وپروژه های مهندسی استفاده نمودند
سیستم اطلاعات جغرافیائی کانادا (CGIS) اولین سیستم عملیاتی کامل بوده است وکانادا اولین کشوری است که از نام اقتصادی GIS استفاده نمود.در ابتدا CGIS درکانادا جهت آمایش نمود پیدا کردو در پروژه های تهیه نقشه کاربری اراضی در ارتباط با توسعه مزارع حاشیه ای فعالیت نمود ولی با گذشت زمان کاربردهای GIS فراتر رفت ودر بخشهای مختلف جایگاه خاصی به عنوان یک ابزار قدرتمند یافت.

وظیفه سیستم اطلاعات جغرافیائی (GIS)
وظیفه اصلی یک سیستم اطلاعاتی:نوعی عملیات بر روی داده هاست که به کمک آن بتوان سریعتر،دقیق تروبهینه تر برروی مسائل مربوط به این داده ها تصمیم گیری کرد . این مراحل ازجمع آوری داده ، تغییر فرمت و ذخیره سازی آنها آغاز شده و شامل مسائل مدیریت ، تجزیه و تحلیل ، مدلسازی می گردد و مارا در جستجو ( search) و تهیه فضای پرسش وپاسخ(Query) برروی حجم بالای اطلاعات و نمایش داده های توصیفی در مدت زمان بسیار کوتاه یاری می کند. یک سیستم اطلاعات جغرافیائی      (GIS) تمامی وظایف یک سیستم اطلاعاتی را برروی داده های جغرافیائی بر عهده دارد.
داده ها در سیستم اطلاعات جغرافیائی به دو دسته تقسیم می شوند: داده های مکانی که نشاندهنده موقعیت و شکل عوارض بوده و داده های توصیفی که بیانگر ویژگی ها و خصوصیات عوارض می باشند.

اجزاء GIS
سیستم اطلاعات جغرافیائی از سه جزء اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:
الف) نیروی متخصص:
نیروی متخصص وظیفه طراحی وپیاده سازی وهمچنین بهنگام سازی داده ها و اطلاعات رابرعهده دارد.
ب) کامپیوتر:
کامپیوتر شامل سخت افزار ونرم افزار مناسب است که جهت ذخیره سازی ، بهنگام سازی وتجزیه وتحلیل داده ها مورد استفاده قرار می گیرد.
ج) داده:
منظور از داده، داده های مکانی و داده های توصیفی می باشد.

نمونه ای از داده ها
برای روشن تر شدن موضوع نمونه ای از داده ها که شامل داده های مکانی وتوصیفی می باشند به صورت ذیل ارائه می شود که این داده ها عبارتند از:
داده های مکانی: نظیر کیلومتراژ وموقعیت عوارضی چون ریل ،بالاست، تراورس، پابند، سوزن ، ایستگاه ، تونل ، پل ، ترانشه، شیب وفراز، قوس ، دیزل، واگن انشعاب برق وتلفن و مخزن سوخت ،ساختمانهای اداری وتعمیرات ،مسکونی و...
داده های توصیفی: عبارتست از مشخصات و توضیحات مربوط به عوارض مکانی نظبرهندسه خطوط ، شیب و فراز ، ایستگاهها ، ریل ، تراورس ، تناژبار ، قطعه ، ناحیه ، بلاک ، بخش ، ابنیه فنی (پل ، تونل ، ترانشه ، دیوار حائل و...) نرخ تردد ، مشخصات وضعیت زیر سازی مانندجنس لایه ها و غیره....

منابع تأ مین کننده داده های مکانی مورد نیاز
داده های مکانی مورد نیاز یک سیستم اطلاعات جغرافیائی می تواند از منابع مختلفی از جمله موارد زیر جمع آوری وتأمین شود:
• اسناد ، مدارک ونقشه های موجود
• نقشه برداری زمینی
• سیستم تعیین موقعیت جهانی(GPS)
• عکسهای هـوائی (تکنیک فتوگرامتری)
• تصاویر ماهـواره ای (سنجش از دور )
انجام عملیات فضایی
در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی امکان تحلیل همگانی و فضایی عوارض و روابط میان آنها، براساس مختصات جغرافیایی وجود دارد.

ارتباط و پیوند انواع اطلاعات
در یک سیستم جغرافیایی امکان پیوند میان مجموعه های گوناگونی از اطلاعات جغرافیایی با اهداف مختلف تحلیلی وجود دارد.

ذخیره اطلاعات نقشه ای
در این سیستم، امکان ذخیره انواع نقشه های شماتیک به شکل فایل های کامپیوتری وجود دارد به طوری که قابل استفاده برای تلفیق و تحلیل کامپیوتری می باشند.
سؤالاتی که سیستم اطلاعات جغرافیایی قادر به پاسخ گوئی می باشد:

سؤالات مربوط به یک مکان
در یک مکان مشخص چه چیزی وجود دارد؟ این اولین سؤالی است که در یک سیستم GIS قادر به جوابگویی به آن می باشد. یک مکان می تواند به طرق مختلفی در سیستم تعریف شود مثلاً با نام مکان، کد مختصات جغرافیایی(طول و عرض جغرافیایی).

سؤالات شرطی
یافتن مکانی که شرایط معینی را در بر دارد. این سؤال بر عکس سؤال اول است که با مشخص کردن یک مکان، آنچه که در آن مکان وجود دارد شناسایی می شود. در حالی که طبق این سؤال، می خواهید مکانی را پیدا کنید که پدیده ویژه ای در آن وجود دارد. پاسخ گوئی به این سؤال به تحلیل فضائی نیاز دارد. به عنوان مثال، پیدا کردن منطقه ای که جنگل نباشد، مساحت آن حداقل یک هکتار باشد، در فاصله ??? متری جاده قرار گرفته باشد و خاک آن نیز برای ساختمان سازی مناسب باشد. در این سؤال چهار شرط مطرح شده است که نماینده ویژگیهای همگان مورد نظر می باشد. GIS قادر به یافتن چنین مکانی با توجه به شرایط تعیین شده می باشد.

بررسی روند Trend
از گذشته تاکنون چه تغییراتی درمکان یا در سطح معینی به وقوع پیوسته است؟ در واقع این سؤال ترکیبی از دو سؤال قبل است یعنی سیستم باید مکان هائی را که طی دوره معین زمانی دچار تغییراتی شده اند (شرط) شناسائی نماید. به عبارت دیگر ترکیب سؤال مکان وشرط معین (تغییر) که با ذخیره اطلاعات نقشه ای یک منطقه در دو دوره زمانی متفاوت قابل پرسش است.

الگو Patter
چه الگوی فضائی وجود دارد؟ این سؤال بسیار پیچیده است. به عنوان مثال می توان پرسید که آیا سرطان عامل عمده مرگ و میر در بین ساکنان مناطق نزدیک به یک نیروگاه اتمی است؟ در این رابطه سؤالات متعددی بسته به نوع سیستم و کاربرد آن قابل طرح می باشد، که سیستم قادر به پاسخگوئی به آنها می باشد. در این تحلیل مجموعه ای از اطلاعات مکانی (نقشه) و سایر اطلاعات تشریحی در زمینه مورد بررسی بایستی در سیستم ذخیره شوند.

مدل سازی
سؤال چه خواهد شد اگر؟ این سؤال عمدتاً به برنامه ریزی و همچنین به بررسی اثرات اجرای برنامه ها مربوط می شود. به عنوان مثال احداث یک جاده چه اثراتی بر پیرامون خواهد داشت؟ پاسخگوئی به اینگونه سؤالات به در دسترس بودن مجموعه ای از اطلاعات جغرافیایی وسایر اطلاعات(اطلاعات علمی) بستگی دارد، که در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی به شکل مناسبی گرد آوری، ذخیره، نگهداری و سازمان دهی می شود به طوری که بتواند در تحلیل های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
کاربردهای GIS
کاربرد GIS بسته به نیازهای هر منطقه یا کشور در بخشهای مختلفی توسعه یافته است، به طوری که در ابتدا در اروپا ازاین سیستم در پایگاه های اطلاعات ثبت اسناد و املاک، محیط زیست، نگهداری نقشه های توپوگرافی، در کانادا، در برنامه ریزی جنگل ها، حجم درختان وچوب قابل برداشت، شناسائی راههای دسترسی به جنگل، در چین و ژاپن، نظارت و مدل سازی تغییرات زیست محیطی و در آمریکا، در رشته های گوناگونی از جمله در برنامه ریزی شهری و شهرداری ها از این سیستم استفاده شده است و با گذشت زمان و توسعه سیستم ها استفاده از آن به کلیه بخش های مرتبط با زمین گسترش یافته است.
استفاده ازاین سیستم درکلیه رشته هائی که به نحوی از انحاء با زمین، نقشه وبه طورکلی با اطلاعات جغرافیائی مکان دار و تحلیل های فضائی ارتباط دارند، امکان پذیر می باشد.

ویژگیهای یک سیستم اطلاعات جغرافیایی
GIS به سادگی یک سیستم کامپیوتری صرفاً برای تولید نقشه نیست گرچه قادر به تولید انواع نقشه ها در مقیاس های مختلف و در سیستم های تصویر متفاوت و با رنگهای متنوع می باشد. GIS یک ابزار تحلیلی اطلاعات فضائی است. مهمترین ویژگی این سیستم اینست که امکان شناسائی روابط فضائی میان عوارض مختلف روی نقشه را فراهم می سازد.
GIS صرفاً وسیله ای برای ذخیره و نگهداری نقشه نیست (ثبت اسناد نقشه ای)، بلکه ابزاری است که برای اهداف خاصی، اطلاعات را نیز ذخیره می سازد.
GIS اطلاعات مکان دار فضائی را با اطلاعات جغرافیائی یک پدیده خاص روی نقشه مرتبط می سازد. اطلاعات به شکل عوارض جغرافیائی در کامپیوتر ذخیره می شود.مثلاً شبکه راهها بایک سری خطوط روی نقشه مشخص می گردد که به تنهائی اطلاعات چندانی راجع به جاده ارائه نمی کند. برای دستیابی به اطلاعات مربوط به جاده ها مانند عرض جاده، نوع جاده، طول جاده، سال احداث و غیره بایستی به پایگاه اطلاعاتی مربوطه مراجعه نمود و سپس با تلفیقی از این دو نوع اطلاعات، نقشه جدیدی با اطلاعات بیشتر تولید نمود.
به عبارت ساده، یک GIS صرفاً نقشه با عکس ها را نگهداری نمی کند، بلکه یک پایگاه اطلاعاتی با توجه به کلیه اصول و معیارهای فنی و علمی آن ایجاد می نماید. مفهوم پایگاه اطلاعاتی در یک GIS بسیار مهم است و آن را از یک سیستم ساده یا کامپیوتری نقشه کشی متفاوت می سازد. در GIS سیستم مدیریت اطلاعات نیز به صورت جزء پیوسته آن در آمده است.

عوارض مکان دار جغرافیائی ثبت شده در کامپیوتر باید دارای ویژگیهایی باشد که عبارتند از:
الف) نام یا نوع هر پدیده
ب) مکان استقرار آن
ج) ارتباط آن با سایر پدیده ها یا عوارض
سیستم پایگاه اطلاعاتی، امکانات ذخیره و بهنگام سازی انواع گوناگونی از چنین اطلاعاتی را فراهم  می سازد. در یک GIS، در پایگاه اطلاعات جغرافیائی آن، مکان پدیده ها و در سیستم پایگاه اطلاعاتی، مشخصات پدیده و ارتباطات آن با سایر پدیده ها نگهداری می شود و با ایجاد ارتباط میان این اطلاعات امکان پردازش تحلیلی مجموعه اطلاعاتی فراهم می گردد.
مجموعه عناصر GIS امکانات تحلیلی فوق العاده قدرتمندی را در اختیار استفاده کنندگان قرار می دهد تا بتوانند از تلفیق انواع اطلاعات جغرافیائی و سایر اطلاعات، نتیجه گیری مناسب را بنمایند.