地理信息（GI）分为空间数据和属性数据两部分，空间数据表示地理要素的几何特征，如位置、形状、面积、长度等；属性数据表示地理要素的非几何特征，如河流名称、土地利用类型等。空间数据结构指空间数据适合于计算机存储、管理、处理的逻辑结构，可分为基于矢量的数据结构和基于栅格的数据结构（图3-1）。

矢量数据结构是通过坐标值来精确地表示点、线、面等地理实体的，可以表示现实世界中各种复杂的实体。当问题可描述成线和边界时，特别有效。矢量数据冗余度低，结构紧凑，并具有空间实体的拓扑信息，便于深层次分析，且输出质量好、精度高。

矢量数据的获取方式通常有：

（1）由外业测量获得。可利用测量仪器自动记录测量成果（常称为电子手簿），然后转到地理数据库中。

（2）由栅格数据转换获得。利用栅格数据矢量化技术，把栅格数据转换为矢量数据。

（3）跟踪数字化。用跟踪数字化的方法，把地图变成离散的矢量数据。

在GIS中，矢量数据表示时应考虑：矢量数据自身的存储和处理；与属性数据的联系；矢量数据之间的空间关系（拓扑关系）。

矢量数据包括简单数据结构和拓扑数据结构。简单数据结构没有拓扑关系，主要用于矢量数据的显示、输出以及一般得查询得检索，可分别按点、线、面三种基本形式来描述。

一、点的矢量数据结构

点的矢量数据结构可表示为：

标识码通常按一定的原则编码，简单情况下可顺序编号。标识码具有惟一性，是联系矢量数据和与其对应的属性数据的关键字。属性数据单独存放在数据库中，在点的矢量数据结构中也可包含属性码。这时其数据结构为：

属性码通常把与实体有关的基本属性（如等级、类型、大小等）作为属性码。属性码可以有一个或多个。

X，Y坐标是点实体的定位点，如果是有向点，则可以有两个坐标对。

二、线（链）的矢量数据结构

线（链）的矢量数据结构可表示为：

标识码的含义与点的矢量数据结构相同。同样，在线的矢量数据结构中也可含有属性码， 如表示线的类型、等级、是否要加密、光滑等。

坐标对数n指构成该线（链）的坐标对的个数。

X，Y坐标串是指构成线（链）的矢量坐标，共有n对。也可把所有线（链）的X，Y坐标串单独存放，这时只要给出指向该链坐标串的首地址指针即可。

三、面（多边形）的数据结构

面的矢量数据结构可以像线的数据结构一样表示，只是坐标串的首尾坐标相同。这里介绍链索引编码的面（多边形）的矢量数据结构，可表示为：

标识码的含义同点和线的矢量数据结构，在面的矢量数据结构中也可含有属性码。

链数n指构成该面（多边形）的链的数目。

链标识码集指所有构成该面（多边形）的链的标识码的集合，共有n个。

这样，一个面（多边形）就可由多条链构成，每条链的坐标可由线（链）的矢量数据结构获取。这种方法可保证多边形公共边的惟一性，但多边形的分解和合并不易进行；邻域处理比较复杂，需追踪出公共边；在处理“洞”或“岛”之类的多边形嵌套问题时较麻烦，需计算多边形的包含等。