地理信息系统是处理地理数据的输入、输出、查询、分析和辅助决策的计算机系统，它在近三十年的时间内取得了惊人的发展，并广泛应用于资源调查、环境评估、交通安全、公共设施管理等领域。 高速公路是社会经济发展的必然产物，它是伴随着汽车工业发展和整个社会的政治、经济的发展而发展的。我国高速公路的迅猛发展，使得高速公路管理水平日渐不足，已远远不能适应高速公路发展的需要，高速公路的现代化管理提上日程。 本文系统介绍了地理信息系统理论的基础知识，从数据结构、数据采集、数据分析和数据输出等方面做了深入的分析，并详细探讨了地理信息系统的应用领域和模式，介绍了地理信息系统的产品化。在对地理信息系统的应用和高速公路管理需求的研究的基础上，结合对高速公路管理信息系统的研究，提出了一种地理信息系统在高速公路管理信息系统中的应用模式。从高速公路管理的需求出发，以地理信息系统为基础，解决基于地理规则的管理，以办公自动化系统为手段，解决基于业务和行政的管理，并充分发挥计算机网络技术的优势，实现高速公路管理的现代化。在高速公路管理信息系统的设计中，运用面向对象的管理、工作流、数据融合等思想，进一步深化管理的概念，并从系统集成的角度进行地理信息与办公自动化的融合。最后，文章通过惠河高速公路管理信息系统的设计和开发，分析并证明了该模式的可行性和实用性。