一、GIS概述
（一）什么是GIS
目前有不同的定义，一般讲：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。

（二）GIS产生与发展
20世纪60年代萌芽于加拿大（CGIS，Roger F．Tomlinson），1972年投入使用，成为世界上第一个运行型的地理信息系统。经历了开拓发展阶段、巩固阶段、突破阶段和社会化阶段。
（三）GIS的主要应用领域
涉及与空间信息有密切关系的各个领域，如环境、城市规划、社会经济统计分析、土地管理、交通通讯等。

二、土地利用信息系统的功能

（一）数据的获取（Data Acquisition）
1．数据的录入功能：系统读取多种数据格式的数据，同时录入图形、图象、属性数据等，最终建立土地利用规划管理的基础信息数据库。
2．变更编辑功能：系统提供对土地变更内容的输入、管理功能。分纯属性变更和图形变更。
（二）数据的初步处理（Preliminary Data Processing）
由于数据来源、输入格式、数据之间的匹配等不统一等情况，必须通过数据处理，才能获得净化的数据文件，使存储的数据符合规范化标准，以及使提供的数据形式便于和更符合进一步使用和分析的需要。
1．空间数据的编辑处理：消除数字化过程中引入的错误，以及将数字化数据重新组织以便于进一步处理和使用的格式。
2．图幅数据的处理：图形数据化过程中为了使不同来源的数据保持一致，采取图幅数据处理。是图幅内坐标的变换，包括数字化坐标数据比例尺的变换、变形误差的消除、投影类型的转换以及坐标系的旋转和平移。
3．空间数据的压缩处理：为了减少系统处理压力，采取数据压缩。
4．空间数据类型的转换：矢量数据与栅格数据之间的互相转换表示和运算。
5．空间数据的内插方法：通过已知点或分区的数据推求任意点或分区数据的方法。分为点的内插和区域内插。是土地利用信息系统数据处理常用的方法之一，广泛应用于等直线自动制图、数字高程模型的建立、不同区域界限的相关分析和比较研究等。
6．图幅数据边缘匹配处理：

三、数据的存储（Storage）
是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及到空间数据和属性数据的组织。常用的组织方法有栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型。空间数据引擎技术是关键技术。

四、数据的查询与分析（Search and Analysis）
具有多种途径的图形查询能力和统计分析功能。

五、图形显示与交互（Display and Interaction）
有制图显示功能、输出功能和计划编制功能。

六、土地利用信息系统数据库管理系统
（一）数据库（Data Base）：是集中、统一地保存、管理着某一单位或某一领域内所有有用信息的计算机系统。
数据库管理系统（Data Base Manage System）：是管理数据库的核心软件，建立在操作系统的基上。有三部分组成：语言、数据库管理控制程序和数据库服务程序。
土地利用信息系统的DBMS采用混合管理方式：用GIS系统管理空间数据，用关系型数据库管理系统管理属性数据，空间数据与属性数据通过内码建立连接。
（二）数据库在土地利用信息系统中的重要地位
1．高质量的土地信息数据库是建设土地利用管理信息系统的基础。
2．评价土地信息数据库的三个基本标准：数据的完整性、数据的正确性、数据的一致性。
（三）土地利用管理信息系统对数据库管理的需求
1．基本需求：实现空间数据与属性数据的新增、更新、删除；维护数据库的完备性、一致性；实现时间数据、空间数据、属性数据三者之间高效、快速的检索；数据共享控制；系统安全性的管理；数据的可恢复性。
2．专业需求：导入、导出；合理处理地理空间与权属空间不完全一致的问题；解决空间数据的多重复性问题。
（三）数据字典（Data Dictionary）
是关于数据库中数据描述信息的库，它包含每一数据类型的名字、意义、描述、来源、职能、格式、用途和其他数据的联系等，因此称为数据的数据或元数据。
数据字典在土地利用信息系统中的主要任务
1．建立用户与计算机沟通的渠道
2．架设属性数据与定位数据的桥梁
3．提供用户扩展编程的工具
（四）数据库的三种模型
层次模型（Hierarchical Model）
1．概念
是按层次结构来组织的数据，也叫树形结构，树中的每个结点代表一个实体类。结点应满足两个条件。
2．应用
应用相当普遍。如土地利用类型、土地利用分类体系编码、土地评价划分及特性等。
网络模型（Network Model）
1．概念
记录间没有明确的主从关系，任意记录可与其他任意记录间建立联系。
2．应用
地图上的空间要素的记录等。
关系模型（Relational Model）
1．概念
根据数学概念建立的，它把数据模型看成关系的集合，是将数据的逻辑结构归结为满足一定关系的二维关系表形式。
2．应用
应用于地图关系、多边形关系、线段关系等方面的数据。

七、土地利用信息系统的应用模型
信息系统的最终目的是提供辅助决策，而这一高级功能的实现依赖于模型的应用，可以说模型的应用是信息系统整个功能和应用效果的具体体现。在土地利用管理信息系统中，利用各类模型和专家系统对数据进行有效地加工、处理，是土地利用管理信息系统为土地管理与决策提供高水平服务的核心问题。
土地利用管理信息系统中的应用模型是以空间模型为主要形式的。土地利用模型系统如下：
主要应用模型
（一）权重确定模型
1．用来定量表示各种因子对研究对象影响的程度，常采用权重的方法。应满足两个要求：权重值的大小与该因素对研究对象的影响成正比；各因素的权重之和等于100或1。
2．主要方法：特尔菲法、排序法、层次分析法等
（二）规划模型
1．土地利用规划模型主要研究如何建立合理的土地利用结构和保持土地利用动态平衡和可持续利用。
2．主要方法：线性规划、多目标规划模型、适宜性分析模型、主成分分析模型、系统聚类模型、判别分析模型、常用空间模型等。

（三）应用实例
基于GIS的土地适宜性评价
1．研究对象与评价因素
研究对象：一般为土地利用类型，如耕地、林地等。
评价因素：制约土地利用的各种因素。如土壤质地、水源条件、交通条件等。
2．建立土地适宜性评价模型
3．土地评价信息系统模型的建立
两个关键技术：数据库和方法库。
土地利用决策分析
土地利用位置选择：是按照规定的标准，通过空间分析的发方法，确定长址、电路、管线，或者交通路线等的最佳位置或路径。
1．数据准备阶段
2．影响因子研究阶段
3．综合因子评价阶段
4．位置选择分析阶段