Đa số dữ liệu trong GIS l−u giữ d−ới dạng số (véc tơ hoặc raster). Dạng véc tơ là những cặp toạ độ của các điểm (X,Y) hoặc (X,Y,Z) với các quy luật liên kết các điểm đó để biểu diễn chúng thành các đối t−ợng trong một hệ toạ độ xác định. Có 2 loại hệ toạ độ cơ bản: Hệ toạ độ vuông góc Đề các (X,Y,Z) và Hệ toạ độ trắc địa cầu (B,L,H). Thông th−ờng mỗi quốc gia ng−ời ta th−ờng chọn thống nhất một hệ thống toạ độ gắn với trái đất thực phù hợp với lãnh thổ và th−ờng gọi là Hệ toạ độ quốc gia.
Số liệu Raster (dạng ảnh) đ−ợc tạo bởi các ô l−ới d−ới dạng các chấm điểm có lực phân giải nhất định cho tr−ớc nào đó. Thông th−ờng số liệu l−u trữ d−ới dạng raster này đồi hỏi dung l−ợng bộ nhớ lớn. Tuỳ theo kích th−ớc của bản đồ và nội dung cần thể hiện mà lựa chọn lực phân giải cho phù hợp để sử dụng và l−u trữ.
Các số liệu không gian là các thông tin mô tả đặc tính hình học của các đối t−ợng nh− hình dạng, kích th−ớc, vị trí… trong thế giới thực. Thông th−ờng ng−ời ta quy đổi tập hợp phức tạp các đối t−ợng về các loại đối t−ợng hình học cơ bản nh− đối t−ợng điểm; đối t−ợng đ−ờng; đối t−ợng vùng và đối t−ợng chữ.
Thông th−ờng CSDL bản đồ đ−ợc quản lý d−ới dạng các lớp đối t−ợng. Mỗi một lớp chứa các hình ảnh liên quan đến một chức năng, phục vụ cho một ứng dụng cụ thể. Việc phân chia thành các lớp có ý nghĩa quan trọng trong khai thác sử dụng sau này. Các công cụ phần mềm của GIS rất phong phú và đa dạng cho phép chúng ta:
- Chuyển đổi các hệ toạ độ:
+ Chuyển đổi l−ới chiếu bản đồ từ kinh tuyến gốc này sang kinh tuyến gốc khác;
+ Chuyển đổi toạ độ các điểm bản đồ từ hệ toạ độ Đề các (X,Y,H) sang hệ toạ độ trắc địa cầu (B,L,H) và ng−ợc lại;
- Xử lý các thông tin về bản đồ:
+ Tiếp biên hoặc nối ghép bản đồ trên cơ sở sử dụng tập hợp các điểm chung để tạo ra một tờ bản đồ mới hoặc mở rộng tờ bản đồ tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng.
+ Tạo ra một cửa sổ các đối t−ợng bản đồ và có thể tách chúng ra khỏi bản đồ hiện thời để xử lý riêng hoặc dùng cho mục đích khác.
- Lập các bản đồ chuyên biệt:
+ Chức năng chồng các lớp không gian (Graphic Overlay);
+ Chức năng lập bản đồ chuyên đề (Thematic mapping);
+ Chức năng lập bản đồ và tìm kiếm theo địa chỉ (Adress Matching and Mapping) cho phép phân tích và lập bản đồ theo các số liệu gắn cụ thể với một địa chỉ nh− vị trí, tên các đối t−ợng.
+ Chức năng phân tích và chồng phủ các đối t−ợng vùng khép kín (Polygon).
+ Chức năng tích hợp hoặc chia tách (Union and Split giữa các Polygon).
+ Chức năng chồng phủ các đối t−ợng điểm vào trong vùng (Polygon).
+ Chức năng chồng phủ các đối t−ợng đ−ờng vào trong vùng (Polygon).
- Các chức năng phân tích bản đồ:
+ Chức năng tính diện tích, chu vi, khoảng cách của các đối t−ợng trên bản đồ;
+ Chức năng tạo ra các Buffer Generation;
+ Chức năng tìm kiếm theo bán kính (Radius Search).
+ Chức năng chuyển đổi các dữ liệu từ dạng Raster sang véc tơ và ng−ợc lại (Raster/Vector Conversion).
+ Chức năng chuyển đổi các khuôn dạng dữ liệu Format Translation.
+ Thiết kế kỹ thuật (Enginnering Design);
+ Mô hình hoá lớp bề mặt (Surface Modelling);
+ Phân tích địa hình (Terrain Analisis);
+ Toạ độ và hình học (Coordinates and Geometry);
+ Phân tích các mạng l−ới (Network Analysis).
Ngoài ra các phần mềm GIS th−ơng mại hiện nay còn cung cấp cho ng−ời sử dụng các giao diện cơ bản sau:
- Giao diện theo thực đơn (Menu Driven Command Interfaces);
- Giao diện theo câu lệnh (Command Interfaces);
- Giao diện theo lập trình (Macro Programming).
Các phần mềm th−ơng mai GIS phổ biến hiện nay là ARC/INFO, MAPINFO, GIS-OFFICE, ILWIS, PAMAP… Mỗi bộ phần mềm nêu trên đều có những đặc điểm riêng trong khai thác ứng dụng, tuỳ thuộc vào thói quen và kinh nghiệm của ng−ời sử dụng và quy mô bài toán đặt ra mà lựa chọn.