تفاوت محیط زیست با طبیعت در این است که تعریف طبیعت شامل مجموعه عوامل طبیعی، زیستی و غیر زیستی می‌شود که منحصراً در نظر گرفته می‌شوند، در حالی که عبارت محیط زیست با توجه به برهم‌کنش‌های میان انسان و طبیعت و از دیدگاه بشر توصیف می‌شود.[۵]

عقب‌نشینی و آب شدن یخچال طبیعی در رشته‌کوه‌های آلپ (وضعیت در سال‌های ۲۰۰۲، ۱۹۹۱ و ۱۹۷۹) بر اثر گرم شدن زمین

حفاظت محیط زیست در قرن بیست و یکم به عنوان یکی از هشت هدفِ توسعهٔ هزاره و یکی از سه پایهٔ توسعهٔ پایدار شناخته می‌شود.[۳]

به بیان ساده تر، سنجش از دور علم و هنر بدست آوردن اطلاعات در مورد هر موضوع تحت بررسی به وسیله ابزاری است که در تماس فیزیکی با آن نباشد. مزیت برتر اطلاعات ماهواره ای نسبت به سایر منابع اطلاعاتی، پوشش تکراری آنها از نواحی معین با فاصله زمانی مشخص است. در سنجش از دور، انتقال اطلاعات با استفاده از تشعشعات الکترو مغناطیسی (EMR) انجام می گیرد. تصویر زیر بطور شماتیک فرآیند کلی و عناصر مؤثر در سنجش از دور الکترومغناطیسی منابع زمین را نشان می دهد. دو فرآیند مبنایی، شامل اخذ داده و تجزیه و تحلیل آنهاست.

.A منبع انرژی

.B انتشار انرژی از میان جو

.C فعل و انفعالات انرژی بر اثر برخورد با عوارض سطحی زمین

.D سنجنده های هوایی و یا فضایی

.E انتقال اطلاعات کسب شده

. F دریافت اطلاعات اولیه و تولید داده بصورت رقومی و یا تصویری

.G فرآیند تجزیه و تحلیل داده، شامل بررسی و تعبیر و تفسیر داده ها با بکارگیری وسایل مختلف دیداری و کامپیوتری به منظور آنالیز داده های حاصل از سنجنده.

تجزیه و تحلیل کننده (user) با کمک داده هایی که توسط سنجنده جمع آوری شده اطلاعات مربوط به نوع، میزان، موقعیت و شرایط منابع مختلف زمین را استخراج می نماید، سپس این اطلاعات( بصورت نقشهها، جداول چاپی یا فایل‌های کامپیوتری) با لایه های دیگر اطلاعات در یک سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) ادغام و برای مصرف کاربران آماده می‌شود

طیف الکترومغناطیس:

تابش الکترومغناطیسی(Electro-Magnetic Radiation) بعلت اتمها و مولکولهای موجود در مواد می باشد. اتمها حاوی هسته‌هایی با بار مثبت بوده که توسط الکترون‌های اربیتالی در برگرفته شده اند که دارای تراز مجزای انرژی میباشند. انتقال الکترونها از ترازی به تراز دیگر باعث تابش اشعه هایی با طول موجهای مجزا می شود. در نتیجه طیفی بنام طیف الکترومغناطیسی ایجاد میشود. این طیف (EMR) که از یک شیء بازتاب می‌یابد، منبع معمول داده های سنجش از دور است.

در سنجش از دور، طبقه بندی امواج الکترومغناطیسی بر اساس موقعیت طول موج آنها در طیف الکترومغناطیس انجام می‌گیرد. متداول‌ترین واحدی که برای اندازه گیری طول موج در طیف الکترومغناطیس مورد استفاده قرار می گیرد، میکرومتر است. یک میکرومتر معادل یک میلیونیم متر می باشد. همچنین باید توجه داشت که بخشهای طیف الکترومغناطیسی به کار رفته در سنجش از دور در امتداد یک طیف پیوسته قرار می گیرند که مقدار آنها نسبت به یکدیگر تا حد توان ده(بطور پی در پی) تفاوت دارد.

فناوری سنجش از دور باعث از محدوده وسیعی در طیف الکترومغناطیسی شامل امواجی با طول موج بسیار کوتاه(اشعه گاما) تا بسیار بلند(امواج رادیویی) می‌شود.

محدوده طول موج طیف الکترومغناطیس دارای محدوده‌ای با اسامی متفاوت از اشعه گاما، اشعه X، اشعه فرابنفش، نور مرئی، اشعه مادون قرمز تا امواج رادیویی‌(بترتیب از طول موج‌های کوتاهتر به بلندتر) می‌باشد. بخش مرئی چنین نموداری بی نهایت کوچک است، زیرا حساسیت طیفی چشم انسان بین 4/0 میکرومتر تا 7/0 میکرومتر است. بطوریکه رنگ آبی تقریباً بین طول موج 4/0 میکرومتر تا 5/0 میکرومتر، رنگ سبز تقریباً بین طول موج 5/0 میکرومتر تا 6/0 میکرومتر و رنگ قرمز تقریباً بین طول موج 6/0 میکرومتر تا 7/0 میکرومتر می باشد.

محدوده طیف الکترومغناطیس در سنجش از دور

محدوده طیف الکترومغناطیس قابل دید توسط چشم انسان(سیگنال‌ها از طریق گیرنده های چشم به مغز برده می‌شود و تفاوت بین آنها، حس تشخیص رنگ‌ها را به انسان می دهد. )
انرژی ماوراء بنفش به انتهای نور آبی بخش طیف مرئی متصل است. در انتهای نور قرمز محدوده ‌طیف مرئی، سه نوع امواج مادون قرمز وجود دارد که عبارت هستند از:

1. مادون قرمز نزدیک: از 7/0 میکرومتر تا 3/1 میکرومتر

2. مادون قرمز میانی: از 3/1 میکرومتر تا 3 میکرومتر

3. مادون قرمز حرارتی: بیش از 3 میکرومتر

در طول موجهای بیشتر (1 میلی متر تا 1 متر)، بخش امواج کوتاه(میکروویو) طیف وجود دارد.

اکثر سیستم های سنجش متداول در یک یا چندین بخش از قسمتهای مرئی، مادون قرمز یا میکروویو طیف الکترومغناطیس فعالیت می کنند. به عبارت دیگر هر یک از سیستم های سنجنده(Sensor) به نواحی خاصی از طیف الکترومغناطیس حساس بوده و قسمتی از خصوصیات طیفی اجسام را ثبت می کنند.

به عنوان مثال دستگاههای عکسبرداری معمولی نسبت به انرژی نور مرئی و نزدیک به آن یعنی طول موج های 3/0 تا 2/1 میکرون حساسیت دارند؛ سنجنده های اسکن کننده مادون قرمز حرارتی عموماً ‌به طول موجهای بین 1 تا 2 میکرون و دستگاههای رادار به باندهایی با طول موجهای خیلی بلندتر(میلی متر و متر) حساس هستند.

ارتباط بین طول موج با انرژی و فرکانس: طول موج کوتاهتر، انرژی و فرکانس بیشتر و بالعکس.
ارتباط بین طول موج با انرژی وفرکانس: بیشترین انرژی و فرکانس و امواج با طول موج کوتاه درمحدوده مرئی قرار دارد.

عوامل مؤثر در تشکیل تصویر ماهواره ای:

هنگامی که انرژی تابشی در سطح زمین به هر جسم برخورد می کند، انرژی به سه شکل اصلی توسط آن ماده منعکس، منتقل یا جذب می‌شود.

خصوصیات انرژی های ایجاد شده بر اساس شرایط و نوع مواد موجود در زمین بسیار متفاوت است و این بدان معناست که بعضی از اجسام در مقابل یک طول موج بخصوص دارای خاصیت انعکاسی بوده ولی در یک طول موج دیگر دارای خاصیت جذب و انتقال انرژی هستند. مجموعه یک چنین پدیده هایی بر روی تصاویر مختلف، رنگ یا تن های بخصوصی ایجاد کرده و به چشم اجازه می‌دهد اشکال مختلف موجود در تصاویر را از هم تشخیص دهد.

خصوصیات انرژی های ایجاد شده بر اساس شرایط و نوع مواد موجود در زمین بسیار متفاوت است و این تفاوت‌ها باعث شناسایی پدیده های مختلف توسط جشم می‌شود.

منحنی تابش امواج الکترومغناطیس برای موارد ذکر شده در تصویر عبارت است از نمودار انعکاس طیفی یک شیء به صورت تابعی از طول موج آن.

فعل و انفعال انرژی در اتمسفر و سطح زمین:

نور خورشید هنگام عبور از اتمسفر توسط مولکول‌ها و ذرات معلق اتمسفر تحت تاثیر قرار گرفته، منعکس، پخش یا جذب می‌شود. این روش تغییر و تحلیل در شدت نور خورشید باعث ایجاد رنگ‌ها می‌شود. به عنوان مثال رنگ آبی آسمان در طول روز به علت انتشار طیف آبی در اتمسفر است.

علت رنگ آبی آسمان در روز انتشار طیف آبی در اتمسفر است(تمام طول موج‌های کوتاهتر پس از طی مسافتی منتشر می‌شوند و فقط طول موج‌های بلندتر به سطح زمین می‌رسند)
تمام مواد از اتم‌ها و مولکول‌هایی با ترکیب مشخص تشکیل شده‌اند. بنابراین هر ماده تشعشعات الکترومغناطیس را به یک شکل واحد و تحت یک طول موج مشخص که مرتبط با تراز انرژی درونی آن می‌باشد، جذب، بازتاب یا منتشر می‌کند که خصوصیات واحد مواد یا خصوصیات طیفی نامیده می‌شود. به عنوان مثال دلیل اینکه برگ برخی ازگیاهان سبز‌ به نظر می‌رسد این است که کلروفیل، طیف آبی و قرمز را جذب و طیف سبز را منعکس می‌کند. علت رنگ سبز پوشش گیاهی، بیشترین انعکاس طیف سبز است.

پلاتفورم‌ها(Platforms):

حامل یا ناقل سنجنده های دورسنجی، پلاتفورم یا سکو نامیده می‌شود. انواع تیپیک آن‌ها ماهواره‌ها وهواپیماها هستند ولی وسایل دیگری نظیر هواپیماهایی با کنترل رادیویی و بالون‌ها نیز برای سنجش ازدور با ارتفاع کم مورد استفاده قرارمی‌گیرند. به طور کلی فاکتور کلیدی برای انتخاب یک پلاتفورم، بلندی می‌باشد زیرا تعیین وضوح زمین در آن صورت می‌گیرد و آن نیز بستگی به میدان دید لحظه‌ای(IFOV) سنجنده روی سکو دارد.

کاربرد سنجش از دور

سنجش از دور کاربردهای نظامی و غیر نظامی دارد که ما به کاربردهای غیرنظامی آن می پردازیم.

کاربردهای غیرنظامی سنجش از دور:

1. هواشناسی و نظارت بر محیط زیست:

   • پیش بینی وضع هوا ( مانند ماهواره نووا)

   • مطالعه اقلیم کره زمین

   • مطالعه جو و لایه های مختلف آن

   • دمای سطح آب ها SSD و سطح خشکی

   • مطالعه آلودگی جو و تخریب لایه ازون

2. کاربردهای کشاورزی :

   • شناسایی پوشش های گیاهی

   • تخمین سطح زیر کشت محصولات ( برآورد برای تعادل تولید محصول)

   • مطالعه تغییرات زیر کشت ( هرزمان که بحث تغییرات بوجود می آید ، دو عکس مطرح است و مسئله Change Detect بوجود می آید.

   • مطالعه خاک (مثلاً میزان شوری و…)

3. کاربردهای مناطق جنگلی:

   • مدیریت برجنگل

   • تخمین حجم چوب

   • پیش بینی روند افزایش و کاهش سطح جنگل

4. کاربردهای زمین شناسی:

   • نقشه های زمین شناسی (با هزینه کمتر نسبت به سابق)

   • مطالعه اکتشاف معادن

   • مطالعه ژئومورفولوژی

   • مطالعه حوادث طبیعی زمین شناسی(مانند زلزله ، آتشفشان و …)

5. کاربردهای منابع آب:

   • حجم منابع آب

   • تهیه نقشه های پوشش برفی و یخی

6. نقشه برداری ، برنامه ریزی و طراحی شهری:

   • تهیه نقشه های پوششی کشور ( دقت با سیستم های RS کم است . مثلاً در ماهواره آیکنوس دقت یک متر می باشد)

   • تهیه مدل رقومی زمین DEM

   • به هنگام سازی نقشه های پوششی و کاربری زمین

• ویرایش

سنجش از دور دانش، فناوری و هنر به دست آوردن اطلاعات قابل اطمینان کمی یا کیفی درباره اشیا، پدیده ها و محیط که از طریق جمع آوری و اندازه گیری امواج الکترومغناطیس از شی در طول موج های خاص به وسیله یک یا چند سنجنده، تحلیل و تفسیر تصاویر ماهواره ای یا پهپاد بدون حضور فیزیکی در محل و تماس مستقیم است.

سنجش از دور شامل اندازه‌گیری و ثبت انرژی بازتابی از سطح زمین و جو پیرامون آن از یک نقطه مناسب بالاتر از سطح زمین است. پرتوهای بازتابی که از نوع امواج الکترومغناطیس هستند، می‌توانند دارای منابع گوناگونی همانند پرتوهای خورشیدی، پرتوهای حرارتی اجسام یا حتی پرتوهای مصنوعی باشند. سنجش از دور، دانش بسیار گسترده‌ای است که از جهات مختلف توسط صاحبنظران زیادی از جمله Campbell ،Lillesand و Kiffer و Sabins به معرفی آن پرداخته شده‌است. Campbell با سعی در بیان کلّی از سنجش از دور، این مقوله را چنین تعریف می‌کند: سنجش از دور عبارت است از بدست آوردن اطلاعات از سطح زمین و سطح دریاها با استفاده از تصاویر اخذ شده از فراز آنها، با استفاده از بخش‌هایی از طیف الکترومغناطیس که از سطح زمین تابیده یا بازتابیده شده‌اند. همانطور که در بالا نیز شرح داده شد، سنجش از دور از انرژی الکترومغناطیسی بهره می‌گیرد. قوی‌ترین منبع تولیدکننده این انرژی، خورشید است که انرژی الکترومغناطیس را در تمام طول موج‌ها تابش می‌کند.

در کنار خورشید که به عنوان منبع طبیعی تولید انرژی الکترومغناطیس در سنجش از دور غیر فعال کاربرد دارد، انرژی الکترومغناطیس می‌تواند به صورت مصنوعی نیز تولید شود که آن را اصطلاحاً سنجش از دور فعال می‌نامند. وقتی انرژی الکترومغناطیس به زمین می‌رسد، قسمتی از آن بازتابیده و قسمت دیگری جذب می‌شود. انرژی جذب شده معمولاً پس از مدتی به صورت انرژی حرارتی تابش می‌گردد، این تابش عمدتاً در طیف فروسرخ رخ می‌دهد.

سهم بازتاب شده و سهم جذب شده انرژی الکترومغناطیس برای مواد گوناگون متفاوت است. با اندازه‌گیری مقدار انرژی الکترومغناطیس بازتابی یا تابش شده و مقایسه آن با منحنی‌های بازتاب طیفی موادی معین، می‌توان اطلاعاتی را از سطح خشکی‌ها و سطح دریاها بدست آورد.

پرتوهای بازتابیده شده از اجسام روی سطح زمین، توسطسنجنده‌ها به صورت قابل نمایش و قابل پردازش، ثبت و ذخیره می‌شوند.

سنجش از دور اولین بار در ایالات متحده آمریکا و با پرتاب ماهواره لندست در سال ۱۹۷۲ شروع شد.

تعاریف سنجش از دور از دیدگاه های مختلف

• سنجش از دور دانش پردازش و تفسیر تصاویری است که حاصل ثبت تعامل انرژی الکترومغناطیس  اشیا می باشند (sabins,1997)
• سنجش از دور، علم و هنر(فناوری) به دست آوردن اطلاعات درباره یک شی،منطقه یا پدیده از طریق پردازش و آنالیز داده های اخذ شده به وسیله یک دستگاه (بدون تماس مستقیم با شی، منطقه یا پدیده مورد مطالعه است. (ASP,1983)

• • این سامانه علاوه بر اطلاعات توصیفی، امکان ورود اطلاعات پیکسلی یا برداری را از منابع مختلفی از قبیل نقشه، تصاویر هوائی و ماهواره‌ای، GPS، تجهیزات نقشه‌برداری و غیره دارد.
  • این سامانه امکان انجام تحلیل، پردازش و پرسش‌وپاسخ‌های مکانی مورد نیاز کاربر را دارد.
  • این سامانه امکان ارائه نتایج در قالب نقشه، گزارش، جدول و نمودار را دارد.
  • در طراحی و تولید این سامانه‌ها از مجموعه فناوری‌های مهندسی نرم‌افزار، مهندسی اطلاعات (مدل داده) و مهندسی GIS برای نیل به خصوصیات فوق استفاده می‌شود.[۳]

داده‌های جغرافیایی

مقالهٔ اصلی: داده‌های جغرافیایی

اطلاعات جغرافیایی یا داده‌های جغرافیایی، به واقع، نوعی از داده‌های جغرافیایی (spatial) هستند که نقشه‌ها وتصاویر ماهواره‌ای را می‌شود از جمله نمونه‌های نوعی آن‌ها ذکر کرد.

داده‌های جغرافیایی را به دو دستهٔ عمده تقسیم می‌نمایند:

داده‌های پیکسلی

رستر، شامل مجموعه‌ای از نقاط یا سلولها است که عوارض زمین را در یک شبکه منظم می‌پوشاند و به کمک شماره‌های ردیف و ستون آنها، آدرس‌دهی می‌شوند. کوچکترین عنصر تشکیل‌دهنده رستر، پیکسل یا سلول نامیده می‌شود که ارزش هر یک از آنها، نمایانگر اطلاعات طیفی یا توصیفی عارضه زمینی است. داده‌های حاصل از اسکن کردن و تصاویر ماهواره‌ای دارای ساختار رستری می‌باشند.

نمونه‌ای از داده‌های رستری شامل: تصاویر ماهواره‌ای، عکس‌های هوایی، اطلاعات ارتفاعی سطح زمین و انواع نقشه‌های کارتوگرافی مقالهٔ اصلی: داده‌های پیک‌سلی

داده‌های برداری

مقالهٔ اصلی: داده‌های برداری

چنانچه بر روی فضای دو بعدی کار می‌کنیم، داده‌های برداری از ترکیب اشکال پایه هندسی نظیر نقطه‌ها،پاره‌خط‌ها، مثلث‌ها، و سایر چندضلعی‌ها، شکل می‌گیرد. برای فضاهای سه بعدی همین کار به وسیله استوانه‌ها،کرات، مکعب‌گونه‌ها (cuboids)، و سایر اجسام چندوجهیصورت می‌پذیرد. در مدل برداری، اشیاء یا عوارض در جهان واقعی به وسیله عناصر هندسی نمایش داده می‌شوند. بدین معنا که موقعیت هر شئ یا پدیده به وسیله مختصات آن و توسط نقاط (چاه، نقاط شهری و روستایی)، خطوط (جاده، روخانه، خطوط ریلی) و سطوح (دریاچه، منطقه بندی) مشخص می‌شود. در این مدل، موقعیت هر نقطه به‌طور دقیق با یک جفت مختصات در یک سیستم مختصات معین ارائه می‌شود.

کاربردهای مهم

از سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی در مطالعات محیطی،برنامه‌ریزی شهری و شهرداری، خدمات ایمنی شهری، مدیریت حمل و نقل و ترافیک شهری، تهیه نقشه‌های پایه، مدیریت کاربری اراضی، خدمات بانکی، خدمات پستی، مطالعات جمعیتی و مدیریت تأسیسات شهری مثل برق، آب، گاز و کاربردهای مشابه استفاده می‌شود. کمتر بانک اطلاعاتی را می‌توان نام برد که حداقل بخشی از اطلاعات آن به گونه‌ای به مکان وابسته نباشد. فهرست زیر شامل تعدادی از شناخته شده‌ترین کاربردهای جی آی اس در دیگر زمینه‌های صنعت است.

نقشه‌برداری

کاربرد پایه این استانداردها و ابزارها در نقشه‌برداری، تهیه نقشه‌های شهری و برون شهری بوده‌است.

علوم زمین

یکی از مهم‌ترین مسائل کاربردی سامانه اطلاعات جغرافیایی در علوم زمین، انجام هم‌پوشانی‌ها در راستای تعیین پهنه‌بندی‌ها است که به اختصار به یکی از این نوع پهنه‌بندی‌ها پرداخته می‌شود:

هدف در این پهنه‌بندی، تعیین مناطق با خطر رانش زمینمی‌باشد. برای رسیدن به این هدف، ابتدا باید عوامل مؤثر در رانش را شناسایی کرد، از جمله این عوامل می‌توان به تراکم پوشش گیاهی، جنس زمین، شیب توپوگرافی، شیبلایه‌های زمین و شدت بارندگی اشاره کرد.

پس از شناسایی عوامل، باید نقشه‌های مورد نیاز تهیه گرددو سپس با همپوشانی این لایه‌ها در نرم‌افزارهای سامانه اطلاعات جغرافیایی (ساج) می‌توان به نقشه‌ای رسید که در آن منطقه مورد مطالعه خود به پهنه‌های ریز تقسیم شده و از طرفی در بانک اطلاعاتی مشخصات هر پهنه یعنی اجداد سازنده آن پهنه از نظر عوامل مختلف مشخص می‌باشد. حال باید در بانک اطلاعاتی به هر عامل وزن مربوطه راداده و سپس در بانک اطلاعاتی با جمع و ضرب کردن عوامل به اعدد نهایی رسید. در مرحله بعد باید تعیین نمود که چه عددی نشان دهنده پهنه‌های پرخطر می‌باشد. پس از کلاسه‌بندی نقشه، اینک وظیفه تیم زمین‌شناس است که با بازدید میدانی به بررسی مناطق پرداخته و در صورت لزوم با اصلاح وزن‌ها وضرایب به نقشه نهایی دست یابند.

صنعت برق

در صنعت برق از سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی برای تهیه پایگاه اطلاعات مکانی و توصیفی استفاده می‌شود. با استفاده از آن می‌توان فاصلهٔ عوارض مختلف را از یکدیگر اندازه‌گیری کرد و با ایجاد پرسمان (Query) در لایه‌های مختلف اطلاعات یا بین چند لایه با استفاده از توابع منطقی به اطلاعات مورد نظر دست یافت. تهیهٔ نقشه‌های محدودیت برای عوارض مختلفی همچون پست‌ها، نیروگاه‌ها و…، امکان ترسیم مناطق حائل و حریم عوارض مطابق استانداردها، مسیریابی بهینهٔ خطوط انتقال، مکان‌یابی محل مناسب برای احداث تأسیسات جدید مانند پست‌ها و نیروگاه‌ها، مدیریت اتفاقات شبکهٔ انتقال نیرو، مدیریت بحران و ریسک شبکه، برآورد بار، مشاهدهٔ پراکنش جغرافیایی بار، انجام ارزیابی‌های محیطی پیرامون نیروگاه‌ها، بررسی روند تغییرات کاربری اراضی و پیش‌بینی تغییرات و ارزیابی امکانات و محدودیت‌های توسعهٔ واحدها و ظرفیت نیروگاه‌ها در آینده، از کاربردهای این سامانه‌ها در صنعت برق است.[۴]

از دیگر زمینه‌های کاربرد سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• جغرافیا
• نقشه‌کشی و نقشه‌برداری
• مهندسی معدن مسائل اکتشاف معادن، تهیه نقشه و مدل از ذخایر معدنی و محاسبات آن و…
• منابع طبیعی
• سنجش از دور
• هواشناسی
• محیط زیست
• مخابرات
• شهرسازی
• کشاورزی دقیق
• زمین‌شناسی

استانداردهای مطرح در زمینه "GIS"

زمینه‌های گوناگونی در این رشته وجود دارد که عملیات مکانی - نمایش و تحلیل نقشه‌ها و WEB GIS و بخش ردیابی و مسیریابی از زمینه‌های فعالیت در این بخش می‌باشد.

سازمان‌های پیشرو در سطح جهانی

• • او جی سی کنسرسیوم جی آی اس باز.
  • ISO سازمان جهانی استانداردها.
  • USGS سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا

فناوری‌های مرتبط

• • سامانه موقعیت‌یاب جهانی
  • سنجش از دور
  • وب جی آی اس
  • ناوبری

ابزارهای مطرح GIS

نرم‌افزارهای معروف: در زیر لیست نرم‌افزارهای سامانه اطلاعات جغرافیایی است. فهرست برخی از معروف‌ترین نرم‌افزارهای مطرح در زمینه جی آی اس از این قرار است:

• • ArcView
  • آرک جی‌آی‌اس
  • ایلویس
  • CARIS
  • GRASS
  • IDRISI
  • LANDSERF
  • ساگا (ابهام‌زدایی)
  • SAMT
  • کیوجی‌آی‌اس

قویترین پایگاه داده‌ای که استفاده می‌شود postgis است که بر روی پایگاه دادهٔ postgresql نصب می‌شود و امکانات بسیار زیادی در اختیار شما قرار می‌دهد. ابزارهای توسعه محیط‌های جی‌آی‌اس:

• • ArcObjects
  • MapObjects
  • Avenue
  • MapGuide

ابزارهای معروف ارائه خدمات جی‌آی‌اس روی وب:

• • ArcIMS
  • MO IMS
  • MapGuide

تاریخچه

برای اولین بار در اواسط دهه ۱۹۶۰ در آمریکا کار بر روی اولین سامانه اطلاعات جغرافیایی آغاز شد. در این سامانه از عکس‌های هوایی، اطلاعات کشاورزی، جنگلداری، خاک،زمین‌شناسی و نقشه‌های مربوطه استفاده شد.[۱]

اولین جی‌آی‌اس در سطح ملی، جی‌آی‌اس ملی کشورکانادا‌ست که در اواخر دههٔ ۱۹۶۰ به وجود آمد و تاکنون مورد استفاده‌است.

جی‌آی‌اس در ایران

در ایران، اولین نهادی که به‌طور رسمی استفاده از جی‌آی‌اس را آغاز کرد، سازمان نقشه‌برداری کشور بود که در سال ۱۳۶۹ براساس مصوبه مجلس شورای اسلامی، عهده‌دار طرح به‌کارگیری این سامانه شد.[۵]

«شورای ملی کاربران سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی» در دی ماه ۱۳۷۲ تأسیس گردیده است و هدف آن سیاست‌گذاری، برنامه‌ریزی و هماهنگ‌سازی فعالیت‌ها در زمینه جی‌آی‌اس، تحلیل نیازمندی‌ها و همچنین بهره‌برداری از ظرفیت‌های علمی، فنی و نیروی انسانی برای ایجاد و بکارگیری جی‌آی‌اس با توجه به وظایف سازمان نقشه‌برداری کشور در خصوص ایجاد سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی ملی است.

پروژه ایجاد سامانه اطلاعات جغرافیایی در وزارت صنایع و معادن، از فروردین ۱۳۷۱ آغاز گردید و از این سامانه به‌طور گسترده در ارتباط با فعالیت‌های آن استفاده می‌گردد.

شهرداری تهران، وزارت مسکن و شهرسازی، وزارت جهاد کشاورزی، مؤسسه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، و سازمان جنگل‌ها و مراتع نیز از این سامانه استفاده می‌کنند. "GIS" فقط یک نرم‌افزار نیست بلکه علمی است که توسط نرم‌افزارهای مختلف باعث طبقه‌بندی و جانمایی اطلاعات جغرافیایی و شهرسازی می‌شود. این علم به تازگی در علوم شهری نیز جایگاه خود را پیدا کرده‌است و مورد استفاده متخصصان علوم شهری و شهرسازان قرار می‌گیرد. همچنین استفاده از "GIS" در طرح‌های توسعه شهری توسط کارفرمایان در دستور کار آن‌ها قرار گرفته‌است و انجمن شهرسازی ایران Urbanity برای نخستین بار استفاده از "GIS" در طرح‌های توسعه شهری را در دستور کار خود قرار داده و بدین منظور آموزش‌های لازم را به متخصصان شهرساز ارائه می‌دهد.

نام

در یک سامانه اطلاعات جغرافیایی:

• واژه جغرافیایی (Geographic) عبارت است از موقعیت موضوع‌های داده‌ها، برحسب مختصات جغرافیایی.
• واژه (Information) یا اطلاعات نشان می‌دهد که داده‌ها در GIS برای ارائه دانسته‌های مفید، نه تنها به صورت نقشه‌ها و تصاویر رنگی بلکه بصورت گرافیک‌های آماری، جداول و پاسخ‌های نمایشی متنوعی به منظور جستجوهای عملی سازماندهی می‌شوند.
• واژه (System) یا سامانه نیز نشان دهنده این است که GIS از چندین قسمت متصل و وابسته به یکدیگر برای کارکردهای گوناگون، ساخته شده‌است.[۱]

تعریف‌های دیگر جی‌آی‌اس

دقیق‌ترین تعریف مربوط به مؤسسه تحقیقات سیستم‌های محیطی در ردلند کالیفرنیا است که یکی از فروشندگان اصلی این سیستم‌ها در جهان است: «سامانه‌های اطلاعات جغرافیایی مجموعه‌ای از سخت‌افزار، نرم‌افزار، داده‌های جغرافیایی و منابع انسانی است که به منظور کسب، ذخیره، به‌روزرسانی، به‌کارگیری، تحلیل و نمایش کلیه اشکال اطلاعات مرجع جغرافیایی طراحی می‌شود.»

این سامانه را می‌توان به یک پازل شبیه دانست که با کنار هم قرار دادن اجزای آن معنی و مفهومی پیدا می‌کند. مکان بیمارستان‌ها، پمپ بنزین‌ها، سینماها و… تکه‌های این پازل اند که با کنار هم قرار دادن آن‌ها نقشه‌ای کامل و با معنی از یک منطقهٔ جغرافیایی بدست می‌آید. به زبان ساده هر گونه توضیحات مربوط به هر چیزی که در هر مکان متغیر یا ثابت جغرافیایی، در یک سامانه اطلاعاتی یا پایگاهی موجود است را gis یا استفاده از gis گویند. کافی است یک هماهنگی بین طول، عرض و ارتفاع بدست آمده از جی.پی. اس و نقشه‌ها و اطلاعات دقیق و کامل سیستم جی.آی. اس بوجود آوریم.