地理信息系统的功能有:数据输入、存贮和编辑、操作运算、数据查询和检索、应用分析、图形显示和结果输出、数据更新。地理信息系统的应用非常广泛,涉及许多领域,比如:统计与量算、规划与管理、预测与监测、辅助决策。
         一副地图包含的最基本的信恳有两种:空间信息(Spatial工nformation)和描述性信息(DescriptiveInformation)。前者反映地理特征(GeographicFeatures)的位置和形状及特征间的空间关系。后者反映了这些地理特征的一些基本原件,分别反映了以下不同的地图特征:
        点特征(Pointfeature)用一个独立的位置来代表,它所反映的地图对象因大小而无法作线特征(机井、村庄)和面积特征来表示,或者该对象不具备面积特征.
        线特征(LineFeature)用一组有序的坐标点相连接而成,反映的是那些宽度太窄而无法表示为一个面积区域的对象(水渠、道路)或本身就没有宽度的对象(如等高线)
        面积特征(AreaFeature)由一个封闭的图形区来代表,共边界包围着同一性质的一个区域(同一土地类型、同一行政区域等)。
        在地图上,一定的地图对象的地理特征及其非空间特征往往是用特定的符号同时反映出来的。计算机地理信息系统存储的地图,不是传统观念上存储着一副地图的计算机图形文件。数字地图是以数据库的形式来存储的。数据库的概念是地理信息系统的中心概念,也是地理信息系统与那些绘图系统或仅能产生好的图形输出的地图制作系统的主要区别,流行的地理信息系统软件都结合了数据库管理系统。
        在显示数字地图时,地理信息系统能定时地访问空间信息数据库并读取其中的数据进行分析处理,然后在计算机屏幕上显示相应的图形。地理信息系统在调用空间信息数据库的过程中,还同时访问相应的描述性信息数据库,打开对应的特征属性表,并通过识别代码在二者之间建立联系。这样,用户可方便地进行双向查询。对空间数据进行存储、管理、分析和更新,是地理信息系统的最大特点。
        电子地图的数据结构描述了地图目标在计算机中的逻辑组织和物理存储方式,其中空间数据结构是电子地图数据库的核心,属性数据依附于空间数据而存在。空间数据结构主要有矢量结构、栅格结构和矢栅一体化结构。
        首先介绍矢量数据结构和栅格数据结构。矢量数据结构主要采用点、线、面(多边形)数据来描述地图目标,主要表达空间数据,其属性数据通过目标的唯一ID号与空间数据连接.拓扑结构用拓扑信息描述空间的“相连”,“相邻”及“包含”关系,进而表达空间地物之间的结构。根据是否包括拓扑关系,又可以把矢量结构分为有拓扑的矢量结构和无拓扑的矢量结构。
        栅格数据结构由规则的正方形或者矩形栅格组成,用不同数量的栅格来表示点,线,面。每个栅格点的位置由栅格所在的行列号来定义,栅格所表达的属性值则为该栅格的灰度值。栅格的大小影响着地图分析结果和地图显示结果。由于栅格和矢量两种数据结构互有优劣,矢栅一体化数据结构成为新一代电子地图数据结构的研究方向.
        目前研究的矢栅一体化结构主要有三种:棍合型、栅格索引型、矢量栅格化型。混合型结构通过矢栅转换接口把矢栅数据和栅格数据有机的结合在一起。栅格索引型数据的特点是点线面的矢量数据结构中加入栅格索引结构来辅助矢量数据的编辑、处理及空间分析。矢量栅格化型数据结构则是在建立空间栅格索引的同时,把传统的矢量型点线面数据也部分采用元子充填形式表示,即矢量数据栅格化,较具代表性的是粗细分格网法。