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城市是一个超大型的、复杂的人文与自然的复合系统， 是人口、资源、环境和社会经济要素髙度密集的、 以获得综合集聚效益为目的的地理综合体。 这就决定了城市是最复杂、最活跃、人地交流强度最髙的地球组成部分。 因此，城市地理信息是数字城市最重要 的应用方向，也是建立数字城市的最关键部分。 城市地理信息具有一些特征，这些基本特 征对城市地理信息分析有着重要意义。
1.数据量大
城市地理信息既有空间特征，又有属性特征， 在时态地理信息系统（GIS）中还有不同时间的版本， 因此其数据童很大。一张粮度适当的地图，其数据量超过百万字的书籍， 相当于一张光盘的容量。城市地理信息系统中需要管理的地图数据， 少则几十幅图，多则 达上千万张，数据量是非常庞大的。 例如，NASA的EOS计划中，其城市地理信息系统 处理的数据量预期将达到百万GB(Arge，1936)。 尤其是随着全球对地观测计划的不断发展， 每天都可以获得上万亿兆的地球资源、环境特征数据。 这必然对数据分析带来极大 的压力，需要进行概括处理。
2.数据分布不均匀
城市地理现象在空间分布上是不均匀的，有的区域分布密集， 有的区域分布稀疏。因此地理信息系统中描述地理现象的空间数据也是不均匀分布的， 局部数据相当密集，描述密集分布的地理现象；而另外区域的数据却相对稀疏， 描述稀疏分布的地理现象。例如综合性大都市，数据的结构相当复杂。 所涉及的内容相当广泛；而一些中小城市，数据的结构相对比较简单，涉及的内容无法与大都市相比较。
3.拓扑关系复杂
城市地理现象之间有复杂的空间关系，比如建筑物紧邻街道分布的相邻对象关系， 公路穿越城市的关系，某城市在河流的左侧还是右侧， 两条道路在城市汇聚的相交关系等=这些拓扑关系是城市空间査询和分析的重要依据， 因此数据更新和概括处理中必须维护拓扑关系的一致性，避免拓扑关系的错误。
4.多重属性结构
同一城市地理现象往往具有多方面的属性特征。 例如，城市的属性包括面积、人口、工业产值等。 在地理信息系统中总是有选择地表示其中一些属性。 另外，多重属性结构也指不同城市地理现象占据同样的空间位置，即地理现象在空间分布上的重叠和部分重要。
5.多尺度特征
尺度是指地理数据集所表示的空间范围的相对大小和时间范围的相对长短。 就城市空间尺度而言，常用的地理数据尺度有市域尺度、城区尺度、街区尺度等。 就城市时间尺度而言，不同的城市地理现象有不同的城市划分， 例如城市发展规划可分为远期规划和近期规划。同一城市地理信息中， 可能需要表达多尺度的地理现象， 例如由城市小区的具体研究转入整个城市的总体研究时，空间尺度由城市小区转变为整个城市等。
6.数据来源多样化
目前，城市地理信息中的地理数据来源渠道有地图数字化、实测数据、试验数据、 遥感与GPS数据、统计普查数据、理论推测与估计数据、 历史记录数据等。对于多种来源的城市地理数据集成，必须进行必要的预处理。
7.地图表现形象性
地图是城市信息可视化的一种重要工具， 它通过图形的形状、方向、颜色、纹理、数量、大小、注记、图例、标尺、 图饰等表现手法形象直观地反映城市地理信息。 在地理信息系统环境下，地图又有了新的发展， 漫游、开窗、缩略图、多媒体声音图像、模拟景观， 虚拟城市等新的表现手法丰富了城市地图的内容。