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为了便于管理和开发地理信息（空间信息和属性信息），
GIS在建库时是分层处理的。也就是说，根据数据的性质分类，
性质相同或相近的归并一起，形成一个数据层，
据此对单幅或多幅图件及其属性数据进行分析和指标量算。
这种应用以原始图输入开始，而査询和分析结果则是以原始图
经过空间操作后生成的新图件来表示，在空间定位上仍与原始图一致。
因此也可将其称为空间函数变换。这种空间变换包括叠置分析、
缓冲区分析、拓扑空间査询、空集合分析（逻辑交运算、
逻辑并运箅、逻辑差运算）。这方面的应用例子有很多，
例如：在城市规划过程中，对城市中救护车、
救火车的分布位置以及行车路线和控制的规划；
如何安排多路警车交通路线，以保证在紧急时刻，
在任意地方至少有一辆警车在事发后最短时间内赶到出事地点；
在环境保护方面，对水土流失导致土地资源的破坏进行评价；
在区域环境质量现状评价过程中，对整个区域的环境质量进行客观、
全面的评价，以反映出区域中受污染的程度以及空间分布状态；
在地学方面，MAPGIS在油气勘探和在成矿预测中的应用，
解决了肉眼所不能看见的深部构造问题和指明矿产的远景区。
再如，在大都市防震减灾系统中的应用。
1994年的美国洛杉矶大地震就是利用Arc/Info进行灾后应急响应决策支持，
结果成为大都市利用GIS技术建立防震减灾系统的成功范例。
日本横滨大地震后，日本政府就决定利用GIS技术建立更好的能快速响应的防震减灾系统，
于是日本建筑署建设研究所、NASDA等政府机构在联合国区域发展项目支持下，
建立了防震减灾应急系统，
选用Arc/Info对横滨大地展的震后彩响作出评估，
建立各类数字地图库，如地质、断层、倒塌建筑等图库；
把各类图层进行叠加分析得出对应急有价值的信息。
该系统的建成使有关机构可以对像神户一样的大都市大地展作出快速响应，
以最大程度地减少伤亡和损失。还有在野生动植物保护中的应用，
世界野生动物基金会(WWF)采用GIS软件Arc/Info作为“老虎与人类”
保护项目的主要技术工具。目前利用Arc/Info空间分析功能，
WWF已找到新的方法来帮助世界最大的猫科动物改变其濒于灭绝的处境。