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数据是GIS的操作对象，是G1S的“血液”， 它包括空间数据和属性数据。数据组织和管理质通， 直接影响GIS操作的有效性。在地理数据的生产中， 当前主要是4D产品，即数字线划数据 （Digital Line Graph，DLG）、数字栅格数据 （Digital Raster Graph，DRG）、数字高程模型 （Digital Elevation Model，DOM）、数字正射影像 （Digital Ortho Map，DOM）。空间数据质量通过准确度、 精度、不确定性、相容性、一致性、完整性、可得性、现势性等指标来度量。
GIS的空间数据均在统一的地理参照框架内， 对整个研究区域进行了空间无缝拼接，即在空间上是连续的， 不再具有按图幅分割的迹象。空间数据和属性数据进行了地理编码、 分类编码和建立了空间索引，以支持精确、快速的定位、 定性、定量检索和分析。其数据组织按工作区、 工作层、逻辑层、地物类型等方式进行。
地理空间数据库是地理数据组织的直接结果， 并提供数据库管理系统进行管理。通过数据库系统， 对数据的调度、更新、维护、并发控制、安全、 恢复等提供服务。根据数据库存储数据的内容和用途， 可分为基础数据库和专题数据库，前者反映基础的地理、 地貌等基础地理框架信息，如地图数据库、影像数据库、 土地数据库等；后者反映不同专业领域的专题地理信息， 如水资源数据库、水质数据库、矿产分布数据库等。 由于测绘和数据综合技术的原因， 当前GIS只能对多比例尺测绘的地图数据分别建立对应的数据库。 由于上述原因，在一个地理信息系统中，可能存在多个数据库。 这些数据库之间还要经常进行相互访问，因此会形成数据库系统。 又由于地理信息的分布性，还会形成分布式数据库系统。 为了支持数据库的数据共享和交换，并支持海量数据的存储， 需要使用数据存储局域网、 数据的网络化存取系统及数据中心等数据管理方案。
数据库管理系统提供在一个GIS工程中， 对空间和非空间数据的产生、编辑、操纵等多项功能。主要功能包括：
（1）产生各种数据类型的记录， 如整型、实型、字符型、影像型等；
（2）操作方法，如排序、删除、编辑和选择等；
（3）处理，如输入、分析、输出，格式重定义等；
（4）査询，提供SQL的查询；
（5）编程，提供编程语言；
（6）建档，元数据或描述信息的存储。