Ðối với những dự án GIS nhỏ, có thể lưu các thông tin địa lý dưới dạng các file
đơn giản. Tuy nhiên, khi kích cỡ dữ liệu trở nên lớn hơn và số lượng người dùng
cũng nhiều lên, thì cách tốt nhất là sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) để
giúp cho việc lưu giữ, tổ chức và quản lý thông tin. Một DBMS chỉ đơn giản là
một phần mền quản lý cơ sở dữ liệu.
Có nhiều cấu trúc DBMS khác nhau, nhưng trong GIS cấu trúc quan hệ tỏ ra
hữu hiệu nhất. Trong cấu trúc quan hệ, dữ liệu được lưu trữ ở dạng các bảng.
Các trường thuộc tính chung trong các bảng khác nhau được dùng để liên kết
các bảng này với nhau. Do linh hoạt nên cấu trúc đơn giản này được sử dụng và
triển khai khá rộng rãi trong các ứng dụng cả trong và ngoài GIS.
Hỏi đáp và phân tích
Một khi đã có một hệ GIS lưu giữ các thông tin địa lý, có thể bắt đầu hỏi các
câu hỏi đơn giản như:
+ Ai là chủ mảnh đất ở góc phố?
+ Hai vị trí cách nhau bao xa?
+ Vùng đất dành cho hoạt động công nghiệp ở đâu?
Và các câu hỏi phân tích như:
+ Tất cả các vị trí thích hợp cho xây dựng các toà nhà mới nằm ở đâu?
+ Kiểu đất ưu thế cho rừng sồi là gì?
+ Nếu xây dựng một đường quốc lộ mới ở đây, giao thông sẽ chịu ảnh hưởng
như thế nào?
GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ phân
tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân tích.
Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công
cụ quan trọng đặc biệt: