地理信息系统(Geographic Information Syestem，GIS)是20世纪60年代提出并逐步发展起来的一门集计算机科学、地理学、信息科学、环境科学和管理科学等多门科学为一体的新兴学科。它在计算机软件和硬件的支持下，应用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。地理信息系统脱胎于地图，它们都是地理信息的载体，具有获取、存储、编辑、处理、分析与显示地理数据的功能。地图是地理学的第二代语言，而地理信息系统将成为地理学第三代语言。 本文以区域GIS的要素模型为着眼点，介绍了空间数据模型的分类，要素模型的特点及其数学基础，设计并实现了基于要素模型的区域GIS系统。结合在区域GIS的实际开发经验，作者对该系统的用户操作功能分析，系统的数据管理设计实现，系统界面设计实现，用户操作功能设计实现进行了较为详细的分析和介绍；并且从中总结归纳出了，开发此类区域GIS系统时通用设计模式的用法和一些区域GIS中常见问题的解决方法也包括算法，为后来的区域GIS开发人员起到一个示范和提供参考的作用。最后对该系统做出了客观的总结，并展望了GIS其他应用技术以及GIS技术与其他技术的结合。