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城市地理信息系统具有多要素、多层次和分布式网络结构的特点。 结合我国城市化和城市管理的具体情况，从长远、整体和综合的角度考虑， 城市地理信息系统的框架结构应该包括以下三层：
1.基础层。即基础信息子系统， 主要包括大比例尺（例如1:500~1:2000）地形图的地形要素， 为所有专题子系统提供统一的空间定位基础。 这类数据库应由市政府支撑建立，垄断发行权，不准重复建设。
2.专题层。即公共基础加专业信息形成的专题信息子系统， 一般应首先发展城市土地、城市规划、城市交通、 市政建设等带有专题基础作用的子系统。
3.综合层。即最上层的城市综合地理信息系统， 从开始建设地理信息系统之日起，便应对它有所考虑， 但要等到基础层和专题层建成之后，方能着手进行。 综合层对城市的综合规划、管理和决策有重要意义。