地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。
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以下地理信息系统的应用领域分别回答了在各自领域内的作用
资源管理(Resource Management)
主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场) 分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。
资源配置(Resource Configuration)
在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供 应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证 资源的最合理配置和发挥最大效益。
城市规划和管理(Urban Planning and Management)
空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如， 在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、 公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。
土地信息系统和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许 多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。
生态、环境管理与模拟(Environmental Management and Modeling)
区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环 境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。
应急响应(Emergency Response)
解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员 撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。
地学研究与应用(Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、经济地理研究、空间决策支持、空间统计 分析、制图等都可以借助地理信息系统工具完成。ArcInfo系统就是一个很好的 地学分析应用软件系统。
商业与市场(Business and Marketing)
商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场 的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场 和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年 龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空 间分析和数据库功能可以解决这些问题。 房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。
基础设施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、 电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。 它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
选址分析(Site Selecting Analysis)
根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、 环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充 分体现了GIS的空间分析功能。
网络分析(Newwork System Analysis)
建立交通网络、地下管线网络等的计算机模型，研究交通流量、进行交通规则、 处理地下管线突发事件(爆管、断路)等应急处理。 警务和医疗救护的路径优选、车辆导航等也是GIS网络分析应用的实例。
可视化应用(Visualization Application)
以数字地形模型为基础，建立城市、区域、或大型建筑工程、著名风景名胜区的 三维可视化模型，实现多角度浏览，可广泛应用于宣传、城市和区域规划、大型 工程管理和仿真、旅游等领域。
分布式地理信息应用(Distributed Geographic Information Application)
随着网络和Internet技术的发展，运行于Intranet或Internet环境下的地理信息 系统应用类型，其目标是实现地理信息的分布式存储和信息共享，以及远程空间 导航等。
随着地学工作的不断深入，地学研究的难度逐渐增加，以往单一的研究方法已难见成效。越来越多的人认识到，只有将地学领域的不同研究方法(地质、地球物理、地球化学和遥感等)得到的信息进行综合分析研究，才是提高效果的根本出路。近年来GIS技术的发展使这一可能变成现实。地理信息系统(GIS)是输入、存储、检索、分析和显示与地理位置有关的各种特征信息的计算机辅助系统，地学专家可以把各种相关的空间或非空间信息送入GIS进行管理，进行各种综合分析研究，这样就可能对许多重大信息，如能源和矿产潜力、环境灾害评价等提出新的认识和作出科学决策。
下面概述一下GIS在地球科学及相临学科应用的几个具体领域：
(1)自然资源管理方面：包括自然资源的分布状况、自然资源数量统计、自然资源查询、资源评价、预测与决策分析、资源合理开发利用、资源动态监测等。
(2)土地管理方面：包括地籍调查和管理、土地规划、土地利用现状调查与管理、土地评价、土地承载力计算和分析、土地类型划分、房地产评估和管理、土地信息查询、土地潜力分析、人地关系状况分析、土地利用预测与决策分析等。
(3)农业和土壤方面：包括农作物结构优化和合理布局、农作物估产、决定投资方向和规模，找出最佳投入产出比、收获规划、病虫害防治、土壤类型的分布及规律、土壤侵蚀、土壤演变规律等。
(4)地质水文方面：包括地形地貌的发生、发展和演变规律、地下岩石和地下水分布规律、水域分布和分析、洪水预测及防护、水质水量检测等。
(5)生态景观管理方面：包括景观设计与制图、生态演替模拟、景观生态结构分析、景观生态评价等。
(6)环境保护方面：包括环境质量专题制图、环境质量现状分析、环境质量预测分析、环境质量动态模拟等。
(7)水利方面：包括基本建设规划、测量、土方挖填、坡度和坡向分析、坝址设计、库容分析、洪水淹没分析、小流域治理等。
(8)测绘方面：包括大地测量、地图管理、地图制作等。
(9)地球科学学旅游方面：包括室内地图游览、旅游咨询、天然公园规划、景观布局、旅游景点的统一管理等。此外，地理信息系统还被应用于海洋、气象、石油、教育、航空运输、物业管理等许多领域。现在，地理信息系统已成为科学管理、科学规划、科学预测和科学决策等的重要工具。
作为水利大省，湖南河湖众多、水网密布、水系复杂，历来就是洪涝干旱灾害多发区域。进入新世纪以来，水情仍然是湖南的基本省情，水患仍然是湖南省人民的心腹大患。正因如此，湖南省水利普查河流普查，涉及范围之广、参与部门之多、技术要求之高、工作难度之大，在湖南省水利发展史上是空前的，在统计调查史上也是少有的。
为了形成全方位反映湖南省水利普查内容的成果体系，满足相关部门和水利系统内外不同层面用户查询、共享和使用普查成果的需要，为湖南省基础水信息平台建设、水利普查成果的长期开发利用和更新维护等工作奠定坚实基础，提升水利普查成果利用水平，湖南省水文水资源勘测局联合超图信息，特启动湖南省水利普查河流普查开发应用项目。
该项目以湖南省水利普查空间信息开发应用为核心，实现省内补充普查的中小河流50平方公里以下河流、已有水利普查河湖、水利工程等水利空间地理数据和功能共享服务，并实现对水利空间数据服务的应用展示、对空间信息资源和用户申请资源的管理、对水利业务实时数据的接入展示，更新管理了水利数据，实现对重点水利工程三维应用场景展示，提高了水利业务应用系统GIS应用开发速度，降低GIS应用的难度和成本。通过平台的建设和运行，逐步实现了全省水利普查空间信息的共建共享，并以此为示范带动全省水利行业数据的交流与融合。
系统架构图：采用支撑层、数据层、服务层、应用层的四层体系架构
丰富的地图查询功能
系统查询方式包括属性查询、空间查询、关联查询、流域查询。流域查询是首次在“水利一张图”应用系统中提出的查询理念，它利用河流所在流域，可实现一键查询，快速得到沿河所有水利要素概况与详情，为河流分析方面的工作提供了强有力的决策支持。例如，发生突发水污染事件时，我们可以快速查询出污染点所在河流周边的水库、取水口等水利设施，然后根据所查询对象在地图上的分布情况进一步制定水库调水方案和取水口保护措施，准确高效的处理突发水污染事件，把危害降到最低。
流域查询
全面的统计分析
可以从行政区划、流域水系、水资源分区及水利要素特性方面，实现多维度的统计分析。例如，在推广“河长制”的工作中，我们可以快速查询出各个地市的河流分布情况以及河流大小，便于管理者做出更加合理的人员安排，确保“河长制”工作高效有序的进行。
统计分析
人性化的数据与服务管理
数据更新管理平台可实现数据更新、数据发布、数据分析、数据内容核查及成果上报等功能，方便用户通过浏览器进行直接核查各类数据内容的准确性。
在线管理空间数据，通过严格的审核流程对主动或被动式更新的空间数据进行审核，最大程度上将运维人员从繁琐的数据处理工作量中解脱出来。
采用统一管理GIS服务请求，系统或应用使用分配的许可码进行服务调用，可跟踪监控到日志，提供给运维人员更多的管理信息。
服务管理
二三维一体化 实景再现
基于SuperMap二三维一体化技术，精细化三维建模、全方位真实呈现湖南省重点水利工程，将湖南省的重点水利工程复杂性整体、客观地展示给管理者。在三维场景中叠加水情、雨情分析，动态监视各水位站、雨量站的水位、流速、流量，并对超标站点进行不同颜色的区分，可直观展示湖南省的降水、降雨情况。按指定的地区、流域、类型、站点、时间等多条件自由组合，生成各种时段水位报表、过程线，并以此为依据客观分析问题和正确处理决策。
三维工程展示
湖南省水利普查河流普查开发应用项目建成了权威的湖南省水信息平台，以普查数据为基础，整合各类涉水数据资源，提高了湖南省水利管理水平和管理能力。在制定湖南省水利和经济可持续发展、实行最严格的水资源管理制度、推进水资源合理配置、高效利用等方面，项目充分发挥了水利普查的基础支撑作用。