土地信息系统是为土地管理部门提供数据采集、组织、存贮、加工、处理、应用和传播信息的工具。完整的土地信息系统主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、土地空间数据和系统管理操作人员，其核心部分是计算机系统。空间数据库反映了土地信息系统的土地内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。

(一) 计算机硬件系统

计算机硬件是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是土地信息系统的物理外壳，系统的规模、精度、速度、功能、形式、使用方法甚至软件都与硬件有极大的关系，受硬件指标的支持或制约。土地信息系统由于其任务的复杂性和特殊性，必须由计算机设备支持。土地信息系统硬件配置一般包括四个部分:计算机主机;数据输入设备，即图形数字化仪、图像扫描仪、键盘、通讯端口等;数据存贮设备，即软盘、硬盘、磁带、光盘及相应的驱动设备;数据输出设备，即图形/图像显示器、矢量/栅格绘图机、行式/点阵打印机等。

(二) 计算机软件设备

计算机软件设备是指土地信息系统运行所必需的各种程序，通常包括以下三方面。

1. 计算机系统软件

计算机系统软件由计算机厂家提供的、为用户开发和使用计算机提供方便的程序系统，通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序以及各种维护使用手册、程序说明等，是土地信息系统日常工作所必需的。

2. 土地信息系统软件和其他支撑软件

可以是通用的GIS工具系统或专门开发的土地信息系统软件包，也可包括数据库管理系统、计算机图形软件包、CAD、图像处理系统等，用于支持对空间数据输入、存贮、转换、输出和与用户接口。

(1) 数据输入与校验: 通过各种数字化设备将各种已存在的地图数字化，或者通过通讯或读磁盘、磁带的方式录入遥感数据和其他系统已存在的数据，还包括以适当的方式录入各种统计数据、野外调查数据和仪器记录的数据。数据校验即通过观察、统计分析和逻辑分析检查数据中存在的错误，并通过适当的编辑方式加以改正。

(2) 数据存贮与管理: 数据存贮和管理内容包括空间景物的位置、相互间联系以及它们的土地意义(属性)的结构和组织、数据格式的选择与转换、数据压缩编码、数据的连接、查询、提取等。

(3) 空间分析函数转换与空间指标量测: 指对单幅或多幅专题图件及其属性数据进行分析运算和指标量测。操作中，以一幅或多幅图作为输入，而分析计算结果则以一幅或多幅新生成的图件表示，在空间定位上仍与输入的图件一致，故可称为函数转换。空间函数转换可分为基于点或像元的空间函数，如基于像元的算术运算、逻辑运算或聚类分析等;基于区域、图斑或图例单位的空间函数，如叠加分类、区域形状量测等;基于邻域的空间函数，如像元连通性、扩散、最短路径搜索等。量测包括对面积、长度、体积、空间方位、空间变化等指标的度算。函数转换还包括错误改正、格式变换和预处理。

(4) 数据输出与表示模块: 输出与表示是指将土地信息系统内的原始数据或经过系统分析、转换、重新组织的数据以某种用户可以理解的方式提交给用户，即经过颜色的调配、尺寸缩放、边框注记和其他附加信息产生，表格格式安排，图形的分割、拼接、复合，数据的排序等输出处理，以地图、表格、数字或曲线的形式表示于某种介质上。可采用CRT(cathode ray tube)显示器、胶片拷贝、点阵打印机、笔式绘图仪等作为输出设备，也包括将结果数据记录于磁存贮介质设备或通过通讯线路传输到用户的其他计算机系统。

(5) 用户接口模块: 该模块用于接收用户的指令和程序，系统通过菜单和命令解释方式接收、解释并运行完成用户要求任务的系统程序。用户自行编制的应用程序可以是调用系统功能的批处理程序，也可以是处理系统数据的分析程序，用户接口模块可接纳用户开发的应用程序，并提供系统与用户程序的数据接口。该模块还随时向用户提供系统运行信息和系统操作帮助信息，这就使土地信息系统成为人-机交互的开放式系统。(www.daowen.com)

3. 应用分析程序

应用分析程序是系统开发人员或用户根据土地专题或区域分析模型编制的用于某种特定应用任务的程序，是系统功能的扩充与延伸。在优秀的GIS工具支持下，应用程序的开发应是透明的和动态的，与系统的物理存贮结构无关，而随着系统应用水平的提高和不断优化扩充。应用程序作用于土地专题数据或区域数据，构成GIS的具体内容。这是用户最为关心的真正用于土地分析的部分，也是从空间数据中提取土地信息的关键。用户进行系统开发的大部分工作是开发应用程序，而应用程序的水平在很大程度上决定了系统实用性的优劣和成败。

(三) 土地空间数据

土地空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。不同用途的GIS其土地空间数据的种类、精度都是不同的，但基本上都包括以下三种互相联系的数据类型。

1. 某个已知坐标系中的位置

已知坐标系中的位置即几何坐标，标识土地实体在某个已知坐标系(加大地坐标系、直角坐标系、极坐标系、自定义坐标系)中的空间位置，可以是经纬度、平面直角坐标、极坐标等，也可以是矩阵的行、列数等。

2. 实体间的空间相关性

空间相关性即拓扑关系，表示点、线、面实体之间的空间联系。如网络结点与网络线之间的枢纽关系，边界线与面实体间的构成关系，面实体与岛或内部点的包含关系等。空间拓扑关系对于土地空间数据的编码、录入、格式转换、存储管理、查询检索和模型分析都有重要意义，是土地信息系统的特色之一。

3. 与几何位置无关的属性

与几何位置无关的属性即常说的非几何属性或简称“属性”，是与土地实体相联系的土地变量或土地意义。属性分为定性和定量两种: 前者包括名称、类型、特性等;后者包括数量和等级。定性描述的属性如岩石类型、土壤种类、土地利用类型、行政区划等;定量的属性如面积、长度、土地等级、人口数量、降雨量、河流长度、水土流失量等。非几何属性一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计得到。任何土地实体至少有一个属性，而土地信息系统的分析、检索和表示主要是通过属性的操作运算实现的。因此，属性的分类系统、量算指标对系统的功能有较大的影响。

土地信息系统特殊的空间数据模型决定了土地信息系统特殊的空间数据结构和特殊的数据编码，也决定了土地信息系统具有特色的空间数据管理方法和系统空间数据分析功能，成为土地科学研究和资源管理的重要工具。

(四) 系统开发、管理和使用人员

人是GIS中的重要构成因素。土地信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作用。仅有系统软硬件和数据还不能构成完整的土地信息系统，还需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活运用土地分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。