一、GIS数据的重要性
　　GIS数据是人们进行信息查询、检索、显示、计算、分类、管理以及综合分析的基础，是人们从事地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、管理科学以及计算机科学研究必不可少的信息来源。从GIS诞生之日起，人们就一直把GIS的数据特征及其应用作为一个极其重要的问题来研究，直至今日人们已对GIS数据的一系列特征作了深入的探讨，并逐渐对其标准化、系统化，以达到数据共享，为人类造福的目的。
　　二、GIS数据特征
　　GIS是管理空间数据的计算机系统，GIS数据的特征反映在数据类型、数据结构、数据管理以及数据转换等方面。
　　1. 数据类型
　　目前，就GIS中的数据内容而言，主要包括四个方面类型的数据，即反映图形几何位置的数据，反映拓扑关系的数据以及反映属性信息和高程的数据。就数据来源而言，主要包括由遥感信息、地图信息、统计调查信息以及现存的各种数据信息来源的数据。不管怎样，GIS可以容纳反映研究对象的多种层次、多种角度、多种来源的信息，并通过特定的格式、结构以及一定的数据库管理系统予以管理。
　　一般来讲，进入到GIS数据库中的数据有两类，即描述研究对象空间位置的空间数据以及反映研究对象其他特征的非空间(属性)数据。两种类型的数据，可以以不同的方式输入到GIS中去，并通过一定的方式有机地联接起来，共同反映研究对象的客观特征。
　　2. 数据结构
　　描述地理实体的数据本身的组织方法称为内部数据结构。内部数据结构基本上可以分为矢量结构和网格结构两大类。据此，GIS中的数据结构主要有基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构。在GIS的发展初期，大多数GIS只具有单一的矢量数据结构或栅格数据结构，随着计算机科学的发展，人们在开发新的GIS软件时，已充分考虑了两种数据结构的特点。目前的一些GIS软件已结合了两种数据结构，或采用混合数据结构和矢量栅格一体化的数据结构，大大优化了GIS的性能，方便了用户。
　　不管哪种数据结构，都可以用来描述表征自然地理实体点、线、面等特征的信息。内部数据结构是和一定的数据输入设备相联系的，矢量结构是跟踪数字化仪的直接产物，而网格结构则是经扫描式数字化仪得到的数据格式。在矢量结构中，自然地理实体的位置是用其在坐标参考系中的空间位置来定义的；而在栅格结构中，空间被规则地划分为栅格，自然地理实体的位置和状态用它们所占据的栅格行列号来定义的。在矢量方式中，统一的单元是点、线和多边形，而在栅格方式中，统一的单位是栅格，这两种方式各有利弊，见表1。软件开发者正在致力于一种能融合两者优点为一体的数据结构，可望能有理想的结果。
3. 数据管理
　　一种GIS软件性能的好坏很大程度上与其数据管理密切相关。大多数GIS基础软件具有自身的数据库系统用以管理不同来源的基础数据，但这些“内置”式的数据库系统在用户数据量庞大或用户需要频繁地进行数据库操作时就显得有所不便。针对这种情况，以后的GIS软件将可能提供给用户与商用数据库管理系统的接口，以便用户能够借用商用数据库系统管理自己的数据，同时，更为有效地发挥出GIS本身的其他功能。
　　随着信息高速公路技术的发展，数据库技术也日新月异。目前，GIS所采用的数据库管理系统(DBMS)正处于迅速发展时期，以往许多GIS软件采用图形与属性数据分开管理的方式，并且图形数据采用文件管理，仅属性数据由商用DBMS管理。随着GIS理论及实践的不断发展，特别是计算机技术的日趋完善，GIS数据管理的更高阶段将把图形数据也交由DBMS管理，GIS将与关系数据库管理系统以及面向对象的数据库管理系统密不可分。随着面向对象技术的日益普及和应用，面向对象数据管理系统将被众多用户所采用。
　　由于各种GIS软件的服务对象不尽相同，加之计算机的硬件配置有所不同，因而DBMS也就显示出多样化的特点。国际上有代表性的DBMS包括主要运行在IBM主机上的DB2和SQL/DS，运行在DEC平台上的RDB以及运行在DOS及Windows环境下的DBase系列和运行在UNIX平台上的Oracel,Informix, Sybase, Ingress等，我国GIS用户在UNIX平台上使用DBMS将主要在后四大数据库中做出选择。
　　4. 数据转换
　　目前，由于GIS数据格式不尽相同，而一种GIS软件所接受的数据格式是一定的，为了便捷而高效地实现数据的传输和交换，必须采用一定的规则对不同数据源的数据进行转化，要进行数据转化，就必须遵循地理信息数据转化标准。一般来讲，空间数据转换标准分为矢量标准及栅格标准两大类，这一点与GIS中普遍采用的矢量数据及栅格数据是一致的。关于数据转化标准以及GIS技术的其他标准，ISO、CEN组织有专门的机构探讨GIS标准体系的一系列问题，以推动GIS本身的发展和地理信息产业的发展。
　　需要指出的是，矢量标准中，NTF格式已被英国地理学会推荐为空间数据交换的优选格式；Autodesk公司开发的图形交换格式DXF，也在许多领域得到广泛应用；DGIWG开发的数字地理信息交换标准格式DIGEST以及美国地质调查局开发的空间数据交换标准格式SDTS都在数据转换工作中发挥着重要作用。同时，需要说明的是，在栅格标准中，由Aldus、Microsoft公司以及Andrews和Fry共同开发的特征图像文件格式，即栅格交换标准TIFF，可以认为是目前用于常规目标空间数据的最为重要的栅格标准。
　　无论是由矢量数据转换为栅格数据，还是由栅格数据转换为矢量数据，转换过程中所要采用的数据模型有着显著的区别。要实现矢量数据向栅格数据的转换，要把图边上多边形网、线网等分成线元素(边界)，再用适当的程序把线元素转换成任何一种分辨率的栅格数据格式。栅格数据到矢量数据的转化要复杂一些，要经过多个过程，并且要采用不同的数学算法。首先要对扫描所得到的密集像元形成的线划，用细化处理算法予以细化，同时，还要用合适的算法剔除细化处理时产生的多余坐标，另外，要处理线划间断、重叠等问题，数据转换过程中不可避免地要损失部分信息。要解决上述问题，不但要依赖于计算机技术及GIS技术的发展，还要依赖于对GIS理论的进一步研究。
　　三、GIS数据应用
　　GIS数据的应用是实现对自然地理实体分析、城市建设规划以及资源环境研究的重要内容。只有把GIS数据与实际应用结合起来，才能充分发挥出GIS的巨大潜力。
　　1. 制　图
　　GIS作为空间数据处理和分析的有效工具，为专题制图学的发展开辟了崭新的道路，地图既成为GIS的一个主要数据来源，又是GIS应用研究的一种成果。GIS数据可以应用于资源管理、环境监测、灾害评估、自然区划、区域开发为内容的制图工作中。在制图过程中，可以应用GIS制图的灵活性，在充分考虑制图对象特征的基础上，应用色彩学、心理学、美学以及自然俗成原则，结合工作需要以及硬件配置状况，以硬拷贝、软拷贝或电子方式输出。近年来，我国学者在土地荒漠化、植被变化、森林病虫害监测、水土流失、成矿预测等方面，利用GIS编制了一系列精美图件，特别是全国资源环境基础制图，对国土整治及经济持续发展意义深远。GIS制图潜力正在多个领域得到不断地发挥。
　　2. 建模与分析
　　建模是研究自然地理环境及其他问题的重要途径。GIS包含有用于建模的数据库，并提供了一些必要的数学模型，因而在分析研究对象的本质特征以及动态变化方面具有巨大的优势。
　　目前在数据库领域，常用的数据模型有层次模型、网络模型、关系模型以及面向目标模型，而通常意义上的建模则是指用数学的、语言的或图形的方式来表征研究对象的本质特征。建模过程中，要在GIS数据基础上，针对要解决的问题，应用系统论、控制论、信息论以及耗散结构论、非平衡自组织理论及协同学的思想，解释研究对象，并通过数据处理、曲线拟合、模型建立、分析与检验等一系列过程达到准确反映研究对象的目的。
　　由于GIS具有强有力的空间分析功能，我们可以应用空间数据库及空间分析技术，多层次、多方位地探讨研究对象的特征及演化规律。
　　GIS数据库可以包容研究对象特征的多种数据，因此，无论是应用数学方法建模或进行现状分析或预测分析，都具有一定的优越性，特别是许多模型(如灰色系统模型、层次分析模型、系统动力学模型以及多种非线性模型)都需要有代表性和可信性的数据来支持，对许多事物现象及本质的分析，也需要依赖于充分有效的数据，GIS正好为解决此类问题提供了有利条件，这些方面的工作正在各行各业展开，并将得到快速发展。
　　3. 管理与决策
　　空间数据管理是以给定的内部数据结构为基础，通过合理的组织方式，有效地实现系统的应用目的。GIS具有良好的管理功能，它不但可以有效地对数据库中的各种信息进行处理与分析，而且还能够为领导或政府决策提供依据。
　　GIS已广泛应用于道路交通管理、土地利用管理、旅游资源管理、水利工程管理以及污染源控制、城市人口流动等各个方面，通过各行业、各部门建立并应用区域性地理信息系统，可以更好地规划资源—环境—人口—经济的协调发展；更重要的是，通过GIS可以定期地更新各种数据，从而及时地为经济决策、环境保护等重大政策的制定提供翔实的综合信息。随着GIS技术的日益普及和广泛应用，GIS数据在管理与决策等方面的潜力将会明显地体现出来。