Các mô hình dữ liệu được cấu trúc theo hình học thường hình thành nên lòng cốt của các CSDL không gian của nhiều người sử dụng. Cấu trúc hình học là cái chính được sử dụng để đảm bảo toàn vẹn dữ liệu, nó diễn tả các đối tượng không gian chia sẻ như thế nào về mặt hình học. Hỗ trợ lý thuyết hình học bên trong ngữ cảnh của của CSDL quan hệ lợi dụng các yếu tố thêm vào – mô hình lý thuyết hình học liên hợp phải giữ tính toàn vẹn qua các danh giới chuyển giao. Điều này có thể là yêu cầu mơ hồ đưa ra sự liên hợp rắc rối bên trong các cấu trúc toàn vẹn tham chiếu trong các CSDL quan hệ. Các kỹ thuật thực thi chung như cho phép các điểm giao động (các khoá ngoài trống) làm phức tạp các vấn đề phát sinh cho các ứng dụng máy khách dùng những mô hình này. Chúng ta đưa ra một cách tiếp cận khác để biểu diễn lại các mô hình để tránh nhiều vấn đề về CSDL quan hệ truyền thống với sự duy trì các mô hình ngữ cảnh phức tạp
Các cấu trúc dữ liệu theo hình học đã được sử dụng để biểu diễn lại thông tin địa lý trong hơn 30 năm qua. Mô hình hình học là cơ bản của một số hệ thống hoạt động. Những hệ thống này dựa trên các tệp nhị phân và trong các cấu trúc dữ liệu bộ nhớ hỗ trợ một mô hình chỉnh sửa đơn trên các thư viện địa lý tổ được tổ chức như tập hợp các bảng bản đồ hoặc các tựa đề đơn lẻ.
Những sự phát triển hiện nay trong các hệ thống GIS đã đi tới các mô hình thông tin CSDL trung tâm. Một vẻ diện mạo của công việc này là thay thế hệ thống tệp tin bằng một động cơ CSDL quan hệ như kỹ thuật duy trì thông tin địa lý. Dù sao, sự thay thế này của lớp vào/ra vật lý chỉ là một mặt được xem xét khi thiết kế một CSDL GIS. Các mặt khác
Cái gì lá mô hình không gian tự nhiên và cái gì là các hoạt động không gian kết hợp?
Làm thế nào để thiết kế hỗ trợ đa luồng, ghi vào cùng một lúc.
Toàn vẹn theo ngữ cảnh của mô hình dữ liệu được diễn tả, duy trì, và bảo vệ như thế nào?
Thiết kế một hệ thống với sự thi hành tốt và có thể đo lường được để hỗ trợ hàng trăm người sử dụng một lúc như thế nào?
Thiết kế một hệ thống mà có thể hỗ trợ nhiều CSDL không gian liên tục rộng lớn, bao gồm hành triệu các đối tượng địa lý có quan hệ với nhau như thế nào (ví dụ như mạng lưới đường xá, mạng lưới các con sông …. )?
Sự tiến triển CSDL GIS cho ra một cách đơn giản hơn các cấu trúc dữ liệu GIS cổ điển tới một lược đồ quan hệ thông thường. CSDL GIS phải được đánh địa chỉ các mặt chức năng của CSDL như: mô hình thực thể, mô hình chuyển giao, và các vấn đề phát sinh thực hiện/khả năng đo đếm được. Mặt khác của thực thi CSDL GIS chạy các rủi ro của các kho chứa dữ liệu tách rời mạng (là tốt nhất) hoặc các CSDL chỉ ghi (tệ nhất). Sự biểu diễn lại của các mô hình dữ liệu tô pô sử dụng các khái niệm CSDL quan hệ và các động cơ được chú ý tới việc nghiên cứu tổng thể CSDL như khoa học về thông tin địa lý. Mô hình dữ liệu phục vụ như một trường hợp nghiên cứu xuất sắc cho các vấn đề được đưa ra của việc làm mẫu thông tin, và đặc biệt cho việc đánh giá các kiến trúc quản lý các thực thể ngữ cảnh. Trong khoá luận này, chúng ta diễn tả sự thiết kế cho việc mô hình hoá hình học GIS sử dụng các khái niệm liên quan và các động cơ CSDL. Việc thiết kế này được cơ bản cho sự thực thi hình học của chúng ta trong hệ thống ArcGIS. Trong phần đầu, chúng ta giới thiệu về lý thuyết mô hình hoá các vấn đề hình học GIS. Sau đó chúng ta xem xét một CSDL vật lý thực thi sử dụng các khái niệm tiêu chuẩn cho việc ánh xạ các thực thể và các mối quan hệ đến các bảng và tiêu chuẩn hoá khoá chính/khoá ngoại có liên quan tới mô hình thực thể. Các vấn đề bên trong sự tiếp cận này đã được thảo luận. Chúng ta sẽ biểu diễn một sự thực thi thay thế của mô hình hình học để sử dụng một cách tiếp cận không theo quy ước tới các vấn đề của toàn vẹn CSDL và quản lý giao dịch.