Údaje o reálne existujúcich objektoch a priestore sa v GIS modelujú cez tri odlišné dátové modely (formáty). Kvalita GIS výstupov, ako sú napr. mapy, databázy, vrstvy atď., je priamo závislá na správnej voľbe dátového modelu.
Vektorovým dátovým formátom sa geografické údaje (prvky a objekty reálneho sveta) modelujú prostredníctvom troch základných geometrických útvarov (bod, línia, polygón). Abstrahované, tzn. modelované prvky (features) a objekty, majú svoju geografickú polohu, geometrickú interpretáciu a základné charakteristiky v podobe atribútov. Je to jeden z najpoužívanejších dátových formátov.
- Bod (point) reprezentuje jeden bod – uzol, tzn. jednu X a Y súradnicu. Predstavuje geografický objekt reálneho sveta, ktorý nemá plochu, ani dĺžku. Zväčša sa bodom abstrahujú pramene, rôzne sondy, vysielače, solitérne dreviny atď.
- Línia (line) reprezentuje množinu usporiadaných bodov – uzlov na osi X a Y, ktoré sú pospájané do línie, kde sa rozlišuje začiatok a koniec. Línia je geometrický útvar, ktorému je možné vypočítať dĺžku, ale nie je možné zistiť obsah plochy. Líniami sa abstrahujú napr. cesty, vodné toky, elektrické vedenia, vrstevnice atď.
- Polygón (polygon) reprezentuje množinu usporiadaných bodov – uzlov na osi X a Y, ktoré sú navzájom pospájané líniami do uzatvorenej plochy. Polygón je geometrický útvar, ktorému je možné vypočítať plochu a obvod. Polygónom sa abstrahujú plošné geografické objekty, napr. lesy, vodné plochy, lúky, pasienky, sídla atď.
K vektorovému dátovému formátu sa vytvára databáza atribútových hodnôt. Databáza je tvorená súborom riadkov a stĺpcov. Riadky vyjadrujú počet abstrahovaných prvkov a stĺpce (fields) ich kvantitatívne alebo kvalitatívne vlastnosti. Každá atribútová hodnota má v databáze svoje vlastnosti (desatinné čísla, celé čísla, text). Atribútové hodnoty odlišujú navzájom od seba jednotlivé abstrahované prvky. Pri lesných plochách môže byť kategória lesa (ochranný, hospodársky, účelový) hlavnou atribútovou hodnotou, ktorá jednotlivé plochy lesa navzájom od seba odlišuje. Práve na základe atribútových hodnôt sa v GIS vytvárajú tematické zobrazenia údajov.
Rastrovým dátovým formátom sa abstrahujú objekty reálneho sveta prostredníctvom siete buniek (grid), pozostávajúcej z riadkov a stĺpcov. Takáto dátová štruktúra sa všeobecne nazýva raster. Každá bunka má štvorcový tvar a veľkosť, ktorú definuje užívateľ. V rastri sú všetky bunky rovnakej veľkosti. Každá bunka má svoju atribútovú hodnotu v podobe čísla (napr. nadmorská výška, sklon reliéfu atď.). Poloha rastra je definovaná geografickými súradnicami, veľkosťou bunky, počtom riadkov a stĺpcov.
TIN – Triangular Irregular Networks (nepravidelná trojuholníková sieť) predstavuje v GIS špecifický dátový formát, ktorý abstrahuje geografické údaje prostredníctvom siete súvislých vektorových trojuholníkov. Každý trojuholník (faceta) je definovaný tromi bodmi, ktoré uchovávajú informáciu o nadmorskej výške k danému umiestneniu na osi X a Y. Trojuholníky sú nepravidelné a navzájom sa neprekrývajú. Dátový formát TIN je určený hlavne pre 3D zobrazenie reliéfu.
Porovnanie vektorových a rastrových formátov
Systém geografickej sféry (reálne existujúci svet) môže byť v dátových formátoch vyjadrený komplexom diskrétnych alebo spojitých údajov.
Diskrétne údaje – predstavujú geografické prvky s presne určenými hranicami (napr. les zmiešaný, les ihličnatý, les listnatý atď.). Jednou z ich charakteristických vlastností je, že sú počítateľné. S takouto formou údajov pracuje vektorový dátový formát.
Spojité údaje – predstavujú geografické objekty a fenomény, ktoré sa v reálne existujúcom priestore menia. Teda nemajú presne určené hranice. Geografický objekt – prvok, napr. jazero, má reálnu a presne definovanú hranicu, avšak jeho hĺbka sa spojito mení. Spojité údaje sa používajú v rastrových dátových formátoch. Každá bunka môže mať inú hodnotu.
Medzi objektami – prvkami, modelovanými cez dátové formáty, sú určité vzťahy, ktoré je možné súborne nazvať topológia. V zmysle Galatiho (2006) sa za topológiu považuje súbor matematických pravidiel (vzdialenosť, dĺžka, priľahlosť, smer atď.) a vzťahov medzi jednotlivými objektami. Podľa spoločnosti ESRI je možné topologické vzťahy definovať iba pre dva a viac objektov navzájom.
