地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），又被称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”，是一种关键的空间信息系统。借助计算机的硬件和软件支持，GIS能够对地球表面（包括大气层）上的地理分布数据进行采集、存储、管理、计算、分析、展示和描述。
它融合了计算机科学、测绘学、地理学、空间科学、数学、统计学和管理学等多个领域。凭借强大的数据管理、空间分析、多要素综合分析和动态监测能力，GIS已经成为一个有效的决策支持工具。它被广泛应用于土地管理、城市规划、环境监测、防灾减灾、工程建设、房地产开发以及商业等领域。
简而言之，GIS系统将描述地理位置的各类信息层叠在一起，通过这些信息，你能够更全面地了解一个特定地点。例如，它可以帮助你选择最佳的店铺位置，分析环境风险，或者通过综合城市中的犯罪数据来识别犯罪类型等。
GIS系统的工作原理与传统纸质地图有所不同。传统地图上，你只能看到城市、道路、山脉、河流等的静态展示，而GIS地图则具有“所见即所得”的特点。它通过将各种不同的信息层关联在一起，使得每个信息层都可以单独显示或隐藏。例如，城市可能以点的形式出现，道路以线条展示，湖泊则以蓝色区域呈现。
与纸质地图不同，GIS信息来自于数据库，并且只有在用户选择时才会显示。数据库中存储了关于点的位置、道路长度、湖泊面积等详细信息。数字地图上的每项信息都位于不同的层上，用户可以根据需求开启或关闭这些层。例如，一个层可能包含了所有道路的信息，而另一个层则展示了所有湖泊的信息，甚至还有层专门描述城市的信息。
分层显示是GIS的一个核心优势。与纸质地图不同，GIS允许用户根据具体需求选择查看的信息。商人们可能会依据客户地图来获取信息，而市政工程师则可能需要查看自来水管线的地图。虽然这两种地图的基础街道和街区地图相同，但显示的信息却有所不同。GIS的基本功能是将表格型数据（无论来源于数据库、电子表格还是直接输入）转换为地理图形进行展示，用户可以浏览、操作和分析这些数据。显示范围可以从洲际地图到详细的街区地图，内容涵盖人口、销售情况、运输路线等。
GIS技术涵盖了数据库管理、图形图像处理和地理信息处理等多个基础技术。在计算机硬件和软件的支持下，利用系统工程和信息科学理论，GIS可以有效管理和综合分析具有空间属性的地理数据，为各行业提供规划、管理、研究和决策的解决方案。
例如，GIS物流分析软件是一种常见的GIS解决方案，它集成了车辆路线模型、最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等功能。
车辆路线模型用于优化从起始点到多个终点的货物运输，降低物流作业费用，并保证服务质量。它可以帮助决定使用多少辆车以及每辆车的行驶路线。
网络物流模型则用于寻找最有效的货物分配路径，即物流网点的布局。
分配集合模型根据要素的相似性将同一层的要素分组，用于确定服务范围和销售市场。
设施定位模型用于确定一个或多个设施的位置。例如，在物流系统中，仓库和运输线路构成了物流网络，模型帮助确定仓库的数量、位置、规模以及它们之间的物流关系。