在GIS中人們將復(fù)雜的地表現(xiàn)象抽象，用數(shù)學(xué)表達(dá)為四大類：數(shù)字線劃數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型和地物的屬性數(shù)據(jù)。  
數(shù)字線劃數(shù)據(jù)是將空間地物直接抽象為點(diǎn)、線、面的實(shí)體，用坐標(biāo)描述它的位置和形狀。這種抽象的概念直接來(lái)源于地形測(cè)圖的思想。一條道路雖然有一定的寬度，并且彎彎曲曲，但是測(cè)量時(shí)，測(cè)量員首先把它看作是一條線，并在一些關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折點(diǎn)上測(cè)量它的坐標(biāo)，這一串坐標(biāo)描述出它的位置和形狀。當(dāng)要清繪地圖時(shí)，根據(jù)道路等級(jí)給予它配賦一定寬度、線型和顏色。這種描述也非常適用于計(jì)算機(jī)表達(dá)，即用抽象圖形表達(dá)地理空間實(shí)體。實(shí)際上大多數(shù)GIS都是以數(shù)字線劃數(shù)據(jù)為核心。  
        影像數(shù)據(jù)包括遙感影像和航空影像，它可以是彩色影像，也可以是灰度影像。影像數(shù)據(jù)在現(xiàn)代GIS中起越來(lái)越重要的作用。其主要原因：一是數(shù)據(jù)源豐富，H是生產(chǎn)效率高，三是它直觀而又詳細(xì)地記錄了地表的自然現(xiàn)象，人
們使用它可以加工出各種信息，如進(jìn)一步采集數(shù)字線劃數(shù)據(jù)。在GIS中影像數(shù)據(jù)一般經(jīng)過(guò)幾何和灰度加工處理，使它變成具有定位信息的數(shù)字正射影像。  
        數(shù)字高程模型實(shí)際上是地表物體的高程信息。但是由于高程數(shù)據(jù)的采集、處理以及管理和應(yīng)用都比較特殊，所以在GIS中往往作為一種專門的空間數(shù)據(jù)來(lái)討論。數(shù)字高程模型可以由數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法直接采集得到，也可由其他測(cè)量方法，如野外測(cè)量或掃描數(shù)字化之后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理得到。  
         屬性數(shù)據(jù)是GIS的重要特征。正因?yàn)镚IS中存儲(chǔ)了圖形和屬性數(shù)據(jù)，才使GIS如此豐富，應(yīng)用如此廣泛。屬性數(shù)據(jù)包含兩方面的含義：一是它是什么，即它有什么樣的特性，劃分為地物的哪一類，這種屬性一般可以通過(guò)判讀，考察它的形狀和其他空間實(shí)體的關(guān)系＠阿確定；第二類屬性是實(shí)體的詳細(xì)描述信』急，例如一棟房子的建造年限、房主、住戶等，這些屬性必須經(jīng)過(guò)詳細(xì)的調(diào)查。所以，有些GIS中的屬性數(shù)據(jù)采集工作量比圖形數(shù)據(jù)還要大。