Kiến Trúc Của Một Hệ Thống GIS Phân Tán

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kiến trúc của một hệ thống gis phân tán 001, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện trong lĩnh vực .

• Người hướng dẫn: PGS. Đặng Văn Đức
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Kiến Trúc Của Một Hệ Thống GIS Phân Tán
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. GIS Phân Tán Là Gì Tổng Quan Về Hệ Thống GIS Hiện Đại

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) phân tán là một lĩnh vực phát triển mạnh mẽ trong công nghệ thông tin hiện nay. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia. GIS có khả năng hỗ trợ các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp và cá nhân. Nó giúp đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào. Theo Jack Dangermond, các hệ thống thông tin địa lý đang tiến triển nhằm hỗ trợ một kiến trúc mới dựa trên hệ thống mạng. Kiến trúc này có nhiều thành phần tham gia, có khả năng hỗ trợ việc cộng tác, và sẽ cho phép các tổ chức chia sẻ cũng như sử dụng thông tin GIS từ nhiều nguồn phân tán tại một thời điểm. Bài viết này sẽ đi sâu vào kiến trúc của một hệ thống GIS phân tán, khám phá các ứng dụng và tiềm năng phát triển của nó.

1.1. Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống được thiết kế để làm việc với dữ liệu trong một hệ tọa độ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức để thao tác với dữ liệu đó. GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất. GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ.

1.2. Các thành phần cơ bản của một hệ thống GIS

Một hệ thống GIS bao gồm năm thành phần chính: Con người, dữ liệu, phần cứng, phần mềm và phương pháp phân tích. Con người là yếu tố quan trọng nhất, thực hiện các thao tác điều hành hệ thống. Dữ liệu bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Phần cứng là các thiết bị máy tính và mạng. Phần mềm là hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu địa lý. Phương pháp phân tích liên quan đến cấu trúc và nội dung dữ liệu.

II. Thách Thức Vấn Đề Khi Triển Khai Kiến Trúc GIS Phân Tán

Việc triển khai kiến trúc GIS phân tán không phải là một con đường trải đầy hoa hồng. Có rất nhiều thách thức và vấn đề cần được giải quyết để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định. Một trong những thách thức lớn nhất là đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu giữa các hệ thống phân tán. Dữ liệu phải được đồng bộ hóa thường xuyên và chính xác để tránh sự khác biệt và sai lệch thông tin. Bảo mật dữ liệu cũng là một vấn đề quan trọng cần được quan tâm. Dữ liệu GIS phân tán thường được lưu trữ ở nhiều địa điểm khác nhau, điều này làm tăng nguy cơ bị tấn công và đánh cắp dữ liệu. Khả năng mở rộng của hệ thống cũng là một yếu tố quan trọng cần được xem xét. Hệ thống phải có khả năng mở rộng linh hoạt để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng.

2.1. Tính nhất quán và đồng bộ dữ liệu trong GIS phân tán

Đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu là một thách thức lớn trong hệ thống GIS phân tán. Cần có các cơ chế đồng bộ hóa dữ liệu hiệu quả để tránh sự khác biệt giữa các bản sao dữ liệu. Các phương pháp như replication và versioning có thể được sử dụng để giải quyết vấn đề này.

2.2. Bảo mật dữ liệu và kiểm soát truy cập trong GIS phân tán

Bảo mật dữ liệu là một mối quan tâm hàng đầu trong kiến trúc GIS phân tán. Dữ liệu cần được bảo vệ khỏi các truy cập trái phép và các cuộc tấn công mạng. Các biện pháp bảo mật như mã hóa dữ liệu, kiểm soát truy cập và giám sát hệ thống cần được triển khai.

2.3. Quản lý hiệu năng và khả năng mở rộng của hệ thống

Quản lý hiệu năng và đảm bảo khả năng mở rộng là rất quan trọng trong phát triển GIS phân tán. Hệ thống cần được thiết kế để có thể xử lý lượng lớn dữ liệu và số lượng lớn người dùng. Các kỹ thuật như cân bằng tải và phân vùng dữ liệu có thể được sử dụng để cải thiện hiệu năng.

III. Giải Pháp Phương Pháp Xây Dựng Kiến Trúc Hệ Thống GIS Phân Tán

Để xây dựng một kiến trúc hệ thống GIS phân tán hiệu quả, cần có một cách tiếp cận toàn diện và có hệ thống. Một trong những giải pháp quan trọng nhất là sử dụng các tiêu chuẩn mở và giao thức chung để đảm bảo khả năng tương tác giữa các hệ thống khác nhau. Việc sử dụng các dịch vụ web GIS cũng là một cách hiệu quả để chia sẻ dữ liệu và chức năng giữa các hệ thống phân tán. Ngoài ra, việc áp dụng các công nghệ mới như đám mây GIS và microservices có thể giúp cải thiện tính linh hoạt và khả năng mở rộng của hệ thống. Việc sử dụng kiến trúc hướng dịch vụ (SOA) cũng là một lựa chọn tốt.

3.1. Sử dụng các tiêu chuẩn mở và giao thức chung OGC

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn mở như các tiêu chuẩn của OGC (Open Geospatial Consortium) là rất quan trọng để đảm bảo khả năng tương tác giữa các hệ thống GIS phân tán. Các tiêu chuẩn này định nghĩa các giao thức và định dạng dữ liệu chung, cho phép các hệ thống khác nhau có thể trao đổi thông tin một cách dễ dàng.

3.2. Triển khai các dịch vụ web GIS WMS WFS WCS

Các dịch vụ web GIS như WMS (Web Map Service), WFS (Web Feature Service) và WCS (Web Coverage Service) cho phép chia sẻ dữ liệu và chức năng GIS qua mạng. Điều này giúp các ứng dụng GIS phân tán có thể truy cập và sử dụng dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau.

3.3. Áp dụng công nghệ đám mây GIS và microservices

Đám mây GIS cung cấp một nền tảng linh hoạt và có khả năng mở rộng để triển khai các ứng dụng GIS phân tán. Microservices cho phép chia nhỏ hệ thống thành các thành phần nhỏ, độc lập, giúp dễ dàng phát triển, triển khai và bảo trì.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Kiến Trúc Hệ Thống GIS Phân Tán

Kiến trúc hệ thống GIS phân tán có rất nhiều ứng dụng thực tiễn trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong quản lý tài nguyên, nó có thể được sử dụng để theo dõi và quản lý các tài sản phân tán như đường ống dẫn dầu, đường dây điện và mạng lưới viễn thông. Trong nông nghiệp, nó có thể được sử dụng để theo dõi và quản lý các trang trại phân tán và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên. Trong giao thông, nó có thể được sử dụng để theo dõi và quản lý các phương tiện giao thông phân tán và tối ưu hóa luồng giao thông. Trong quy hoạch đô thị, nó có thể giúp quản lý hạ tầng đô thị.

4.1. Ứng dụng GIS phân tán trong quản lý tài nguyên đất đai rừng

Trong quản lý đất đai, GIS phân tán có thể được sử dụng để quản lý thông tin về quyền sở hữu đất, ranh giới đất đai và các quy hoạch sử dụng đất. Trong quản lý rừng, nó có thể được sử dụng để theo dõi và quản lý các khu rừng phân tán, đánh giá trữ lượng gỗ và lập kế hoạch khai thác bền vững.

4.2. Ứng dụng GIS phân tán trong nông nghiệp thông minh

Trong nông nghiệp thông minh, GIS phân tán có thể được sử dụng để theo dõi và quản lý các trang trại phân tán, đánh giá điều kiện đất đai, theo dõi sức khỏe cây trồng và tối ưu hóa việc sử dụng nước và phân bón.

4.3. Ứng dụng GIS phân tán trong giao thông và logistics

Trong giao thông và logistics, GIS phân tán có thể được sử dụng để theo dõi và quản lý các phương tiện giao thông phân tán, tối ưu hóa lộ trình vận chuyển, quản lý kho hàng và cải thiện hiệu quả chuỗi cung ứng.

V. Xu Hướng Phát Triển Tương Lai Của Hệ Thống GIS Phân Tán

Tương lai của hệ thống GIS phân tán hứa hẹn nhiều tiềm năng phát triển mạnh mẽ. Với sự phát triển của công nghệ Internet of Things (IoT), Big Data, AI và Machine Learning, GIS sẽ ngày càng trở nên thông minh và hiệu quả hơn. Việc tích hợp GIS với các công nghệ này sẽ mở ra những khả năng mới trong việc phân tích dữ liệu, đưa ra quyết định và giải quyết các vấn đề phức tạp. GIS thời gian thực sẽ ngày càng trở nên phổ biến, cho phép người dùng theo dõi và phản ứng với các sự kiện diễn ra trong thời gian thực. Đồng thời digital twin GIS sẽ giúp mô phỏng các hệ thống và môi trường thực tế.

5.1. Tích hợp GIS phân tán với Internet of Things IoT

Việc tích hợp GIS phân tán với IoT cho phép thu thập và phân tích dữ liệu từ các thiết bị cảm biến phân tán, cung cấp thông tin chi tiết về môi trường và các đối tượng địa lý. Điều này có thể được sử dụng để cải thiện quản lý tài nguyên, giám sát môi trường và ứng phó với các tình huống khẩn cấp.

5.2. Ứng dụng Big Data AI và Machine Learning trong GIS phân tán

Big Data, AI và Machine Learning có thể được sử dụng để phân tích lượng lớn dữ liệu địa lý phân tán, phát hiện các mẫu và xu hướng tiềm ẩn, dự đoán các sự kiện trong tương lai và đưa ra các quyết định thông minh.

5.3. Xu hướng GIS thời gian thực và Digital Twin GIS

GIS thời gian thực cho phép người dùng theo dõi và phản ứng với các sự kiện diễn ra trong thời gian thực, chẳng hạn như theo dõi phương tiện giao thông, giám sát môi trường và ứng phó với các tình huống khẩn cấp. Digital Twin GIS cho phép tạo ra các mô hình ảo của các hệ thống và môi trường thực tế, cho phép người dùng mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa các hệ thống này.

VI. Kết Luận Tầm Quan Trọng Tiềm Năng Phát Triển GIS Phân Tán

Tóm lại, kiến trúc hệ thống GIS phân tán là một lĩnh vực quan trọng và đầy tiềm năng trong công nghệ thông tin địa lý. Việc hiểu rõ các khái niệm cơ bản, các thách thức và giải pháp, các ứng dụng thực tiễn và các xu hướng phát triển của GIS phân tán là rất quan trọng để xây dựng và triển khai các hệ thống GIS hiệu quả và bền vững. Với sự phát triển của công nghệ, GIS phân tán sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng hơn trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp và đưa ra các quyết định thông minh.

6.1. Tổng kết những lợi ích chính của GIS phân tán

GIS phân tán mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng mở rộng, tính linh hoạt, khả năng phục hồi và khả năng cộng tác. Nó cho phép các tổ chức chia sẻ dữ liệu và chức năng GIS một cách dễ dàng và hiệu quả, đồng thời cải thiện khả năng phản ứng với các sự kiện trong thời gian thực.

6.2. Nhấn mạnh vai trò của GIS phân tán trong tương lai

GIS phân tán sẽ đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong tương lai, đặc biệt là trong các lĩnh vực như quản lý tài nguyên, nông nghiệp thông minh, giao thông và logistics, quy hoạch đô thị và ứng phó với biến đổi khí hậu. Nó sẽ giúp các tổ chức đưa ra các quyết định thông minh hơn, cải thiện hiệu quả hoạt động và tạo ra các giá trị mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ 1. Giới thiệu Chương này giới thiệu tổng quan về hệ thống thông tin (GIS), các khái niệm cơ bản, các chức năng của GIS, các hệ thống GIS hiện có trên thị trường và ứng dụng của GIS. Chương này cũng đề cập đến Web GIS, một xu thế đã và đang được hình thành mạnh mẽ. Hệ thống thông tin địa lý phân tán là sự mở rộng của hệ thống thông tin địa lý thông thường.

Do đó, trước khi đề cập đến hệ thống thông tin địa lý phân tán, hãy cùng xem xét những khái niệm cơ bản, các chức năng và ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý thông thường. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) 1. Định nghĩa Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin được hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới.

GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân. đánh giá được hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào [9]. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa được đưa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều được xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực. Có ba định nghĩa được dùng nhiều nhất: Định nghĩa thứ nhất: GIS là một hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệ toạ độ quy chiếu.

GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức để thao tác với dữ liệu đó. Định nghĩa thứ hai: GIS là một hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích và hiển thị dữ liệu được quy chiếu cụ thể vào trái đất. Định nghĩa thứ ba: GIS là một chương trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ.001 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.Mô hình công nghệ Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS như là một quá trình gồm các công đoạn nối tiếp nhau như sau: Hình 1.1: Mô hình công nghệ hệ thống GIS Dữ liệu vào: dữ liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như chuyển đổi giữa các cách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp, … Quản lý dữ liệu: sau khi dữ liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích hợp số liệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì. GIS lưu thông tin thế giới thực thành các tầng dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khả năng liên kết với nhau.

Xử lý dữ liệu: các thao tác xử lý dữ liệu được thực hiện để tạo ra thông tin. Nó giúp cho người sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì. Kết quả của xử lý dữ liệu là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ. Phân tích và mô hình: số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS.

Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập. Dữ liệu ra: một trong các phương diện công nghệ GIS là sự thay đổi của các phương pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó được xử lý bằng GIS. Các phương pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ và ảnh ba chiều. Các lĩnh vực khoa học liên quan đến GIS GIS là sự hội tụ các lĩnh vực công nghệ và các ngành truyền thống, nó hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích.

Vì vậy có thể nói, GIS được xây dựng trên các tri thức của nhiều ngành khoa học khác nhau để tạo ra các hệ thống phục vụ mục đích cụ thể. Các ngành này bao gồm: Ngành địa lý: là ngành liên quan mật thiết đến việc biểu diễn thế giới và vị trí của đối tượng trong thế giới. Nó có truyền thống lâu đời về phân tích (LUAN.001 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.001 -5- không gian và nó cung cấp các kỹ thuật phân tích không gian khi nghiên cứu. Ngành bản đồ: nguồn dữ liệu đầu vào chính của GIS là các bản đồ.

Ngành bản đồ có truyền thống lâu đời trong việc thiết kế bản đồ, do vậy nó cũng là khuôn mẫu quan trọng nhất của đầu ra GIS. Công nghệ viễn thám: các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay là nguồn dữ liệu địa lý quan trọng cho hệ GIS. Viễn thám bao gồm cả kỹ thuật thu thập và xử lý dữ liệu ở mọi vị trí trên quả địa cầu. Các dữ liệu đầu ra của hệ thống ảnh vệ tinh có thể được trộn với các lớp dữ liệu của GIS.

Ảnh máy bay: khi ta xây dựng bản đồ có tỷ lệ cao thì ảnh chụp từ máy bay là nguồn dữ liệu chính về bền mặt trái đất được sử dụng làm đầu vào. Bản đồ địa hình: cung cấp dữ liệu có chất lượng cao về vị trí của ranh giới đất đai, nhà cửa… Ngành thống kê: các kỹ thuật thống kê được sử dụng để phân tích dữ liệu GIS. Nó là đặc biệt quan trọng trong việc xác định sự phát sinh các lỗi hoặc tính không chắc chắn trong số liệu của GIS. Khoa học tính toán: tự động thiết kế máy tính cung cấp kỹ thuật nhập, hiển thị biểu diễn dữ liệu.

Đồ hoạ máy tính cung cấp công cụ để thể hiện, quản lý các đối tượng đồ hoạ. Quản trị cơ sở dữ liệu cho phép biểu diễn dữ liệu dưới dạng số, các thủ tục để thiết kế hệ thống, lưu trữ, xâm nhập, cập nhật. Toán học: các ngành hình học, lý thuyết đồ thị được sử dụng trong thiết kế hệ GIS và phân tích dữ liệu không gian. Các thành phần của GIS Hình 1.2: Các thành phần của hệ thống GIS [9] (LUAN.001 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.001 -6- GIS bao gồm 5 thành phần như hình 1.2 trên đây: Thành phần thứ nhất là con người.

Con người là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thực hiện các thao tác điều hành sự hoạt động của hệ thống GIS. Người tham gia vào GIS có những loại sau: Thứ nhất là người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết các bài toán không gian theo mục đích của họ. Họ thường là những người được đào tạo tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia. Kế đến là người xây dựng bản đồ: sử dụng các lớp bản đồ được lấy từ nhiều nguồn khác nhau, chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu.

Nhà xuất bản thì là nhân tố sử dụng phần mềm GIS để kết xuất ra bản đồ dưới nhiều định dạng xuất khác nhau. Nhà phân tích thì giải quyết các vấn đề như tìm kiếm, xác định vị trí… Người xây dựng dữ liệu là những người chuyên nhập dữ liệu bản đồ bằng các cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL… Người quản trị CSDL thì quản lý CSDL GIS và đảm bảo hệ thống vận hành tốt. Trong khi đó người thiết kế CSDL lại xây dựng các mô hình dữ liệu lôgic và vật lý. Cuôi cùng là nhà phát triển, họ xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng các nhu cầu cụ thể.

Thành phần thứ hai là dữ liệu. Một cách tổng quát, người ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại: dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí địa lý của các đối tượng trên bề mặt trái đất. Trong khi đó, dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết thêm thông tin thuộc tính của đối tượng.

Tiếp đến là phần cứng. Đó là các máy tính điện tử: PC, mini Computer, MainFrame … là các thiết bị mạng cần thiết khi triển khai GIS trên môi trường mạng. GIS cũng đòi hỏi các thiết bị ngoại vi đặc biệt cho việc nhập và xuất dữ liệu như: máy số hoá (digitizer), máy vẽ (plotter), máy quét (scanner)… Thành phần không thế thiếu được là phần mềm. Hệ thống phần mềm GIS rất đa dạng.

Mỗi đơn vị xây dựng GIS đều có hệ phần mềm riêng của mình. Tuy nhiên, có một dạng phần mềm mà các đơn vị phải xây dựng là hệ quản trị CSDL địa lý. Dạng phần mềm này nhằm mục đích nâng cao khả năng cho các phần mềm CSDL thương mại trong việc: sao lưu dữ liệu, định nghĩa bảng, quản lý các giao dịch do đó ta có thể lưu các dữ liệu đồ địa lý dưới dạng các đối tượng hình học trực tiếp trong các cột của bảng quan hệ và nhiều công việc khác. Cuối cùng là phương pháp phân tích.

Các phương pháp phân tích cấu trúc và nội dung dữ liệu. Các chức năng GIS Bất kỳ một hệ thống GIS nào đều cần cung cấp thông tin về các hiện tượng không gian địa lý. Nói cách khác, nhiệm vụ và chức năng của một hệ thống GIS bao (LUAN.001 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.001 -7- gồm: Thu thập dữ liệu (capture), xây dựng cấu trúc (structuring), thao tác dữ liệu (manipulation), phân tích (analysis), và hiển thị (presentation). Việc thu thập dữ liệu là đưa dữ liệu không gian vào hệ thống.

Hiện có nhiều kỹ thuật và thiết bị khác nhau phục vụ cho việc thu thập cả dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Các thiết bị thường được sử dụng để thu thập dữ liệu không gian có thể được phân loại thủ công, bán tự động hoặc tự động, và đầu ra của các thiết bị đó hoặc là dữ liệu véc tơ hoặc là dữ liệu raster. Trong khi đó quá trình xây dựng cấu trúc là một giai đoạn quyết định trong việc tạo ra CSDL không gian được sử dụng trong các hệ thống GIS. Điều này là bởi nó quyết định loại các chức năng có thể được sử dụng để thao tác và phân tích.