Podstawę wszystkich systemów GIS stanowią dane związane z lokalizacją obiektów geograficznych, zwane danymi przestrzennymi. Jest więc oczywiste, że najważniejszym składnikiem GIS jest cyfrowa, geograficzna baza danych, zawierająca opis poszczególnych obiektów, która jest zazwyczaj ściśle zintegrowana z innymi modułami funkcjonalnymi sytemu klasy GIS. Dane te to głównie różnego rodzaju mapy, z informacjami zarówno o kształcie i lokalizacji bezwzględnej poszczególnych obiektów w wybranym układzie odniesienia, jak i o ich rozmieszczeniu wzajemnym względem innych obiektów (topologia).
Struktura Systemu GIS
Oprócz danych przestrzennych w systemach GIS znajdują się dane opisowe, zawierające informacje o indywidualnych cechach jakościowych obiektów geograficznych, które nie są jednak związane z ich umiejscowieniem w przestrzeni. Dla obiektów realizujących złożone funkcje trzeba wprowadzać większą liczbę cech składających się na atrybuty nieprzestrzenne. Aby uprościć przetwarzanie danych dla tego typu obiektów, warto je wyodrębnić do zewnętrznej dla GIS, lecz z nią połączonej, bazy danych. Powiązanie danych graficznych i opisowych zapewniają jednoznaczne identyfikatory, automatycznie nadawane obiektom przez system. Między obiektami mogą występować zależności (bazodanowe), i to nie tylko na poziomie obiektów zawierających dane opisowe, ale także przestrzenne. Przykładem takiego obiektu może być przepompownia wody, która składa się z wielu urządzeń (pompy, zawory itp.), prezentowanych na schematach wewnętrznych. Za pomocą systemów GIS można przedstawiać urządzenia w różnej postaci, np. schematów wewnętrznych, map poglądowych, diagramów zależności itp., a wizualizacja ich lokalizacji może odbywać się w różny sposób: graficznie (punktowo, liniowo, obszarowo) lub tekstowo.
Połączenie między poszczególnymi typami danych opisujących konkretny obiekt geograficzny dokonuje się dzięki istnieniu unikalnego identyfikatora, nadawanego obiektowi w procesie wprowadzania danych.
Zarządzanie danymi i ich prezentacja
Głównym celem stawianym przed systemem zarządzania geograficzną bazą danych jest umożliwienie szybkiego dostępu do danych i przeprowadzanie rozmaitych analiz i raportów. Dostęp do zbiorów danych zapisanych w postaci cyfrowej zapewnia system zarządzania bazą danych. W zależności od przyjętego modelu danych, baza może mieć różną strukturę: hierarchiczną, sieciową, relacyjną lub może być zorientowana obiektowo.
Charakterystyczne elementy dwumiarowego modelu wektorowego
· Punkty - reprezentują położenie obiektów 0-wymiarowych w danej skali mapy, np.: budynki, szyby wiertnicze, punkty ujęcia wody lub punkty pomiarowe; z kolei punkty wysokościowe oznaczane są na mapach symbolami graficznymi lub za pomocą etykiet.
· Linie - reprezentują położenie obiektów liniowych w danej skali mapy, np.: drogi, rzeki, zasięgi innych obiektów lub zjawisk (poziomice, inne izolinie).
· Powierzchnie - obiekty powierzchniowe jednorodne z punktu widzenia modelu, np.: jednostki podziału terytorialnego, zbiorniki wodne, lasy itp.
Cechą profesjonalnych systemów GIS jest wzajemna interakcja między geometriami, dzięki czemu obiekty odwzorowywane w systemie GIS łączą się w aktywne ciągi topologiczne. Do definiowania i konfigurowania zależności służą mechanizmy definiowania reguł topologicznych, za pomocą których są określane jej zależności między wstawianymi bądź modyfikowanymi geometriami. Poprawne zdefiniowanie reguł topologicznych umożliwia tworzenie powiązań topologicznych automatycznie przez system GIS. Zbiór obiektów jednej klasy, które są definiowane w procesie wprowadzania danych, tworzy niejako warstwę całości mapy. W ten sposób uzyskujemy możliwość wyświetlania (bądź ukrywania) obiektów należących do określonej klasy. Pełny wygląd mapy dotyczącej wybranego obszaru uzyskujemy przez nałożenie na siebie wielu warstw o różnym zakresie tematycznym. Tak jak organizacja bazy w zakresie klasy obiektów operuje pojęciem warstwy, tak organizacja danych przestrzennych według lokalizacji operuje pojęciem rejonu. Baza danych jest wówczas dzielona na części, w których umieszczane są obiekty geograficzne.
