รูปแบบไฟล์ GISหรือรูปแบบไฟล์เชิงพื้นที่ทางภูมิศาสตร์คือมาตรฐานสำหรับการเข้ารหัสข้อมูลทางภูมิศาสตร์ลงในไฟล์คอมพิวเตอร์เป็นรูปแบบไฟล์ เฉพาะ สำหรับใช้ในระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ (GIS) เครื่องมือ ประมวลผลภาพจากระยะไกล และแอปพลิเคชันเชิงพื้นที่อื่นๆ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 เป็นต้นมา มีการสร้างรูปแบบไฟล์ขึ้นมาหลายสิบรูปแบบโดยอิงจากแบบจำลองข้อมูล ต่างๆ เพื่อวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย รูปแบบไฟล์เหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยหน่วยงานทำแผนที่ของรัฐบาล (เช่นUSGSหรือNational Geospatial-Intelligence Agency ) ผู้จำหน่ายซอฟต์แวร์ GIS องค์กรมาตรฐาน เช่นOpen Geospatial Consortiumชุมชนผู้ใช้ที่ไม่เป็นทางการ และแม้แต่ผู้พัฒนาแต่ละราย

ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (GIS) ชุดแรกในช่วงทศวรรษ 1960 เช่นระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ของแคนาดา (Canada Geographic Information System)นั้นใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะและจัดเก็บข้อมูลในโครงสร้างไฟล์เฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการนั้นๆ เมื่อมีการใช้งานมากขึ้น ก็สามารถนำมาเปรียบเทียบกันเพื่อหาแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดและโครงสร้างทั่วไปได้^{[ 1 ]}เมื่อมีการพัฒนาซอฟต์แวร์ GIS ทั่วไปในช่วงทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 ซึ่งรวมถึงโปรแกรมจากห้องปฏิบัติการทางวิชาการ เช่นห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์กราฟิกและการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ของมหาวิทยาลัยฮาร์ วาร์ ด หน่วยงานของรัฐ (เช่นระบบการซ้อนทับแผนที่และสถิติ (MOSS) ที่พัฒนาโดยกรมประมงและสัตว์ป่า แห่งสหรัฐอเมริกา และสำนักงานจัดการที่ดิน ) และบริษัทซอฟต์แวร์ GIS ใหม่ๆ เช่นEsriและIntergraphแต่ละโปรแกรมถูกสร้างขึ้นโดยใช้รูปแบบไฟล์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของตนเอง (และมักเป็นความลับ) ^{[ 2 ]}เนื่องจากระบบ GIS แต่ละระบบแยกออกจากกันอย่างมีประสิทธิภาพ การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันจึงไม่ใช่เรื่องสำคัญ

ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 การแพร่หลายของ GIS ทั่วโลกและความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการแบ่งปันข้อมูล ซึ่งเร่งตัวขึ้นอย่างรวดเร็วโดยการเกิดขึ้นของเวิลด์ไวด์เว็บและโครงสร้างพื้นฐานข้อมูลเชิงพื้นที่นำไปสู่ความต้องการข้อมูลที่สามารถใช้งานร่วมกันได้และรูปแบบมาตรฐาน ความพยายามในการกำหนดมาตรฐานในช่วงแรกคือมาตรฐานการถ่ายโอนข้อมูลเชิงพื้นที่ของสหรัฐอเมริกา (US Spatial Data Transfer Standard ) ซึ่งเผยแพร่ในปี 1994 และออกแบบมาเพื่อเข้ารหัสข้อมูลที่หลากหลายของรัฐบาลกลาง^{[ 3 ]}แม้ว่ารูปแบบเฉพาะนี้จะไม่ได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวาง แต่ก็นำไปสู่ความพยายามในการกำหนดมาตรฐานอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งOpen Geospatial Consortium (OGC) ซึ่งได้พัฒนาหรือนำมาตรฐานที่เป็นกลางต่อผู้ขายหลายมาตรฐานมาใช้ ซึ่งบางส่วนได้รับการนำไปใช้โดยองค์การมาตรฐานสากล (ISO) ^{[ 4 ]}

พัฒนาการอีกอย่างหนึ่งในช่วงทศวรรษ 1990 คือการเผยแพร่รูปแบบไฟล์ที่เป็นกรรมสิทธิ์โดยผู้จำหน่ายซอฟต์แวร์ GIS สู่สาธารณะ ทำให้ซอฟต์แวร์อื่นสามารถนำไปใช้ได้ ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดคือการเผยแพร่รูปแบบ Esri Shapefile ^{[ 5 ]}ซึ่งในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ได้กลายเป็น มาตรฐาน โดยพฤตินัยที่ได้รับ ความนิยมมากที่สุด สำหรับการแบ่งปันข้อมูลโดยอุตสาหกรรมภูมิสารสนเทศทั้งหมด^{[ 6 ]}เมื่อรูปแบบที่เป็นกรรมสิทธิ์ไม่ได้รับการแบ่งปัน (เช่น การครอบคลุม ESRI ARC/INFO) นักพัฒนาซอฟต์แวร์มักจะทำการวิศวกรรมย้อนกลับเพื่อเปิดใช้งานการนำเข้าและส่งออกในซอฟต์แวร์อื่น ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนข้อมูลมากยิ่งขึ้น ผลลัพธ์ประการหนึ่งคือการเกิดขึ้นของไลบรารีซอฟต์แวร์ฟรีและโอเพนซอร์ส เช่นGeospatial Data Abstraction Library (GDAL)ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกอย่างมากในการบูรณาการข้อมูลเชิงพื้นที่ในรูปแบบใด ๆ เข้ากับซอฟต์แวร์ที่หลากหลาย^{[ 7 ]}

ในช่วงทศวรรษ 2000 ความต้องการไฟล์ข้อมูลเชิงพื้นที่เฉพาะทางลดลงบ้างเนื่องจากการเกิดขึ้นของฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ซึ่งได้รวมข้อมูลเชิงพื้นที่เข้ากับฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ทั่วไป อย่างไรก็ตาม รูปแบบไฟล์ใหม่ๆ ยังคงปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการแพร่หลายของการทำแผนที่บนเว็บ รูปแบบต่างๆ เช่นKeyhole Markup Language (KML) และGeoJSONสามารถบูรณาการเข้ากับภาษาการพัฒนาเว็บได้ง่ายกว่าไฟล์ GIS แบบดั้งเดิม

มีการสร้างรูปแบบที่แตกต่างกันมากกว่าร้อยรูปแบบสำหรับการจัดเก็บข้อมูลเชิงพื้นที่ โดยปัจจุบันมีการใช้งานทั่วไปประมาณ 20-30 รูปแบบสำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ ซึ่งสามารถจำแนกได้หลายวิธี:

• รูปแบบ เปิดได้รับการพัฒนาร่วมกันโดยชุมชนและเปิดให้ทุกคนสามารถนำไปใช้งานและมีส่วนร่วมในการปรับปรุง ในขณะที่ รูปแบบ กรรมสิทธิ์ได้รับการพัฒนาโดยบริษัทซอฟต์แวร์เพื่อใช้เฉพาะในซอฟต์แวร์ของตนเองและโดยทั่วไปจะถูกเก็บรักษาไว้เป็นความลับทางการค้า (แม้ว่ามักจะถูกวิศวกรรมย้อนกลับโดยผู้อื่นก็ตาม) หมวดหมู่ที่สามระหว่างสองประเภทนี้จะรวมถึงรูปแบบที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะของบริษัทหรือองค์กรหนึ่ง แต่ได้รับการเผยแพร่และเปิดให้ทุกคนสามารถนำไปใช้งาน เช่นEsri Shapefile ^{[ 5 ]}
• ไฟล์บางรูปแบบเป็นไฟล์ข้อความที่มนุษย์สามารถอ่านได้ (เช่น ไฟล์ที่ใช้XMLหรือJSON ) โดยเฉพาะไฟล์ที่ใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล ในขณะที่ไฟล์บางรูปแบบเป็น ไฟล์ไบนารีซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฟล์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในซอฟต์แวร์ GIS โดยตรง
• โดยพื้นฐานแล้ว รูปแบบข้อมูลเชิงพื้นที่ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการจัดเก็บข้อมูลทางภูมิศาสตร์ ในขณะที่รูปแบบอื่นๆ เป็นส่วนขยายเชิงพื้นที่ของรูปแบบที่ออกแบบมาเพื่อการใช้งานทั่วไปมากกว่า (เช่นGeoTIFF , ฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ )
• รูปแบบข้อมูลจำนวนมากมีการบีบอัดข้อมูล บางรูปแบบ โดยเฉพาะไฟล์แรสเตอร์ โดยทั่วไปแล้ว วิธีการบีบอัดแบบไม่สูญเสียข้อมูลจะดีกว่า วิธีการบีบอัดแบบ สูญเสียข้อมูลเนื่องจากจำเป็นต้องเรียกคืนค่าข้อมูลดั้งเดิม^{[ 8 ]}

เช่นเดียวกับภาพดิจิทัลทั่วไป ข้อมูล GIS แบบแรสเตอร์นั้นสร้างขึ้นจากการแบ่งพื้นที่ออกเป็นตารางสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีแถวและคอลัมน์ของเซลล์ (หรือที่เรียกว่าพิกเซล ) โดยแต่ละเซลล์จะมีค่าที่วัดได้เก็บไว้ ความแตกต่างที่สำคัญจากภาพถ่ายคือ ตารางนั้นถูกกำหนดตำแหน่งตามพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ ไม่ใช่ขอบเขตการมองเห็นความละเอียดของชุดข้อมูลแรสเตอร์คือความกว้างของเซลล์ในหน่วยพื้นดิน

เนื่องจากตารางเป็นตัวอย่างของพื้นที่ต่อเนื่อง ข้อมูลแรสเตอร์จึงมักใช้เพื่อแสดงข้อมูลทางภูมิศาสตร์ซึ่งคุณสมบัติจะเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องหรือเป็นช่วงๆ ในพื้นที่ ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่ภาพถ่ายจากดาวเทียมภูมิประเทศ/ระดับความสูงความหนาแน่นของประชากร สภาพอากาศ และภูมิอากาศคุณสมบัติของดินและอื่นๆ อีกมากมาย ข้อมูลแรสเตอร์อาจเป็นภาพที่แต่ละพิกเซล (หรือเซลล์) มีค่าสี ค่าที่บันทึกไว้สำหรับแต่ละเซลล์อาจมีระดับการวัด ใดก็ได้ รวมถึงค่าเชิงคุณภาพที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น ประเภทการใช้ที่ดิน หรือค่าเชิงปริมาณที่ต่อเนื่อง เช่น อุณหภูมิ หรือ ค่า ว่างหากไม่มีข้อมูล ในขณะที่เซลล์แรสเตอร์เก็บค่าเดียว แต่สามารถขยายได้โดยใช้แถบแรสเตอร์เพื่อแสดงสี RGB (แดง เขียว น้ำเงิน) แผนที่สี (การจับคู่ระหว่างรหัสเฉพาะเรื่องกับค่า RGB) หรือตารางคุณลักษณะแบบขยายที่มีหนึ่งแถวสำหรับแต่ละค่าเซลล์ที่ไม่ซ้ำกัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อแสดงคุณลักษณะทางภูมิศาสตร์ ที่ไม่ต่อเนื่องได้ แต่โดยปกติจะใช้เฉพาะในกรณีที่จำเป็นอย่างยิ่งเท่านั้น

ข้อมูลแรสเตอร์ถูกจัดเก็บในรูปแบบต่างๆ ตั้งแต่โครงสร้างไฟล์มาตรฐาน เช่น TIFF, JPEG เป็นต้น ไปจนถึงข้อมูลไบนารีขนาดใหญ่ (BLOB) ที่จัดเก็บโดยตรงใน ระบบจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ (RDBMS) คล้ายกับคลาสคุณลักษณะแบบเวกเตอร์อื่นๆ การจัดเก็บในฐานข้อมูล เมื่อมีการจัดทำดัชนีอย่างเหมาะสม มักจะช่วยให้เรียกค้นข้อมูลแรสเตอร์ได้เร็วขึ้น แต่ก็อาจต้องจัดเก็บข้อมูลจำนวนหลายล้านรายการที่มีขนาดใหญ่มาก

• ADRG – กราฟิกแรสเตอร์ดิจิทัล ARC ของหน่วยงานข่าวกรองทางภูมิศาสตร์แห่งชาติ (NGA) ^{[ 9 ]}
• ไฟล์ไบนารี – ไฟล์ที่ไม่มีรูปแบบซึ่งประกอบด้วยข้อมูลแรสเตอร์ที่เขียนในรูปแบบข้อมูลหลายประเภทโดยที่แบนด์หลายแบนด์จะถูกจัดเก็บในรูปแบบ BSQ (band sequential), BIP (band interleaved by pixel) หรือ BIL (band interleaved by line) การอ้างอิงทางภูมิศาสตร์และข้อมูลเมตาอื่นๆ จะถูกจัดเก็บไว้ในไฟล์ไซด์คาร์ หนึ่ง ไฟล์ หรือมากกว่า ^{[ 10 ]}
• ภาพกราฟิกแรสเตอร์ดิจิทัล (DRG) – การสแกนดิจิทัลของแผนที่ภูมิประเทศ กระดาษ ของ USGS
• ECRG – Enhanced Compressed ARC Raster Graphics ของสำนักงานข่าวกรองทางภูมิศาสตร์แห่งชาติ (NGA) (มีความละเอียดดีกว่า CADRG และไม่มีการสูญเสียสี)
• ECW – Enhanced Compressed Wavelet (จาก ERDAS) รูปแบบเวฟเล็ตแบบบีบอัด ซึ่งมักมีการสูญเสียข้อมูลบางส่วน
• Esri Grid – รูปแบบข้อมูลแรสเตอร์ ไบนารี ที่เป็นกรรมสิทธิ์ ของEsri ซึ่งใช้ มาตั้งแต่กลางทศวรรษ 1980
• GeoTIFF – รูปแบบ ไฟล์ TIFFที่เสริมด้วยเมตาเดตาที่เกี่ยวข้องกับ GIS โดยเฉพาะข้อมูลอ้างอิงทางภูมิศาสตร์เป็นรูปแบบเปิดที่กลายเป็นหนึ่งในรูปแบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการแบ่งปันข้อมูล
• IMG – รูปแบบไฟล์ภาพERDAS IMAGINE
• JPEG2000 – รูปแบบไฟล์ภาพแรสเตอร์แบบโอเพนซอร์ส เป็นรูปแบบการบีบอัดข้อมูลที่รองรับทั้งการบีบอัดแบบสูญเสียข้อมูลและไม่สูญเสียข้อมูล
• MrSID – ฐานข้อมูลภาพไร้รอยต่อหลายความละเอียด (โดย Lizardtech) รูปแบบเวฟเล็ตแบบบีบอัด รองรับทั้งการบีบอัดแบบสูญเสียข้อมูลและไม่สูญเสียข้อมูล
• netCDF -CF – รูปแบบไฟล์ netCDF ที่ใช้มาตรฐานเมดาต้า CFสำหรับข้อมูลวิทยาศาสตร์โลก จัดเก็บในรูปแบบไบนารีแบบเปิด พร้อมตัวเลือกการบีบอัด ช่วยให้สามารถเข้าถึงชุดย่อย/กลุ่มของแผนที่ได้โดยตรงจากเว็บผ่านโปรโตคอลOPeNDAP
• RPF – รูปแบบผลิตภัณฑ์แรสเตอร์ รูปแบบไฟล์ทางทหารที่ระบุในMIL-STD-2411 ^{[ 11 ]}
  • CADRG – ADRG แบบบีบอัด พัฒนาโดยNGAมีอัตราส่วนการบีบอัดโดยประมาณ 55:1 เมื่อเทียบกับ ADRG (รูปแบบไฟล์ภาพแรสเตอร์ประเภทหนึ่ง)
  • CIB – Controlled Image Base ซึ่งเป็นฐานข้อมูลภาพที่ควบคุมโดยNGA (รูปแบบไฟล์ภาพแรสเตอร์ชนิดหนึ่ง)
• USGS DEM – แบบจำลองระดับความสูงดิจิทัลของ USGS
  • GTOPO30 – แบบจำลองระดับความสูงของโลกขนาดใหญ่ที่สมบูรณ์แบบที่ความละเอียด 30 อาร์คเซค ส่งมอบในรูปแบบ DEM ของ USGS
• DTED – ข้อมูลระดับความสูงภูมิประเทศดิจิทัลของสำนักงานข่าวกรองทางภูมิศาสตร์แห่งชาติ (NGA) ซึ่งเป็นมาตรฐานข้อมูลระดับความสูงทางทหาร
• ไฟล์ World file – การกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์ให้กับไฟล์ภาพแรสเตอร์ (เช่น JPEG, BMP)

ชุด ข้อมูล เวกเตอร์ (บางครั้งเรียกว่า ชุดข้อมูล คุณลักษณะ ) จัดเก็บข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุที่ไม่ต่อเนื่อง โดยใช้การเข้ารหัสของแบบจำลองข้อมูลเชิงตรรกะเวกเตอร์เพื่อแสดงตำแหน่งหรือรูปทรงเรขาคณิตของแต่ละวัตถุ และการเข้ารหัสคุณสมบัติอื่นๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะอิงตาม เทคโนโลยี ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์โดยทั่วไป ชุดข้อมูลเดียวจะรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับชุดของวัตถุที่เกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดหรือคล้ายคลึงกัน เช่น ถนนทั้งหมดในเมือง

แบบจำลองข้อมูลเวกเตอร์ใช้เรขาคณิตพิกัดเพื่อแสดงรูปร่างแต่ละแบบเป็นหนึ่งในรูปทรงเรขาคณิตพื้นฐาน หลายแบบ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วได้แก่จุด (พิกัดเดียวที่มีมิติ เป็นศูนย์ ) เส้น (รายการพิกัดหนึ่งมิติที่เรียงลำดับและเชื่อมต่อกันด้วยเส้นตรง) และรูปหลายเหลี่ยม (เส้นขอบปิดตัวเองที่ล้อมรอบพื้นที่สองมิติ) มีโครงสร้างข้อมูลมากมายที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อเข้ารหัสรูปทรงเรขาคณิตพื้นฐานเหล่านี้เป็นข้อมูลดิจิทัล แต่รูปแบบไฟล์เวกเตอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่จะอิงตามข้อกำหนดSimple Features ของ Open Geospatial Consortium (OGC) ซึ่งมักจะรวมการเข้ารหัส Well-known text (WKT) หรือ Well-known binary (WKB) เข้าไว้โดยตรง

นอกจากรูปทรงเรขาคณิตของแต่ละวัตถุแล้ว ชุดข้อมูลเวกเตอร์ยังต้องสามารถจัดเก็บคุณลักษณะ ของวัตถุนั้น ได้ด้วย ตัวอย่างเช่น ฐานข้อมูลที่อธิบายทะเลสาบอาจมีข้อมูลความลึก คุณภาพน้ำ และระดับมลพิษของแต่ละทะเลสาบ ตั้งแต่ปี 1970 เป็นต้นมา รูปแบบไฟล์เวกเตอร์เกือบทั้งหมดได้นำ แบบจำลอง ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ มาใช้ ไม่ว่าจะในทางทฤษฎีหรือการรวมซอฟต์แวร์ RDBMSเข้าไปโดยตรงดังนั้น ชุดข้อมูลทั้งหมดจึงถูกจัดเก็บไว้ในตารางโดยแต่ละแถว แทน วัตถุเดียวที่มีคอลัมน์สำหรับแต่ละคุณลักษณะ^{[ 12 ] : 256}

มีการใช้กลยุทธ์สองวิธีในการรวมเรขาคณิตและคุณลักษณะเข้าไว้ในโครงสร้างรูปแบบไฟล์เวกเตอร์เดียว: ^{[ 13 ]}

• รูปแบบเชิงภูมิศาสตร์สัมพันธ์จะจัดเก็บข้อมูลเหล่านั้นเป็นไฟล์แยกกันสองไฟล์ โดยเชื่อมโยงรูปทรงเรขาคณิตและคุณลักษณะของแต่ละวัตถุด้วยลำดับไฟล์หรือคีย์หลัก รูปแบบนี้เป็นที่นิยมใช้กันมากตั้งแต่ทศวรรษ 1970 ถึงต้นทศวรรษ 1990 เนื่องจากนักพัฒนาซอฟต์แวร์ GIS ต้องคิดค้นโครงสร้างข้อมูลรูปทรงเรขาคณิตของตนเอง แต่ได้รวมเอาโครงสร้างไฟล์ฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ที่มีอยู่แล้วสำหรับคุณลักษณะต่างๆ ตัวอย่างเช่น รูปแบบ ไฟล์ Shapefile ของ Esri ประกอบด้วยไฟล์ .dbf จากซอฟต์แวร์dBase ของ DOS
• โมเดลเชิงวัตถุจะจัดเก็บข้อมูลเหล่านั้นไว้ในโครงสร้างเดียว โดยอิงตามวัตถุใน ภาษา การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ อย่างหลวมๆ หรือโดยตรง นี่คือพื้นฐานของรูปแบบไฟล์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ รวมถึงฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ที่รวมคอลัมน์เรขาคณิตไว้กับคุณลักษณะอื่นๆ ในตารางเชิงสัมพันธ์เดียว รูปแบบอื่นๆ เช่นGeoJSONใช้โครงสร้างที่แตกต่างกันสำหรับเรขาคณิตและคุณลักษณะ แต่จะรวมเข้าด้วยกันสำหรับแต่ละวัตถุในไฟล์เดียวกัน

โทโพโลยีเชิงพื้นที่มักเป็นส่วนสำคัญของข้อมูลเวกเตอร์ ซึ่งแสดงถึงความสัมพันธ์เชิงพื้นที่โดยธรรมชาติ (โดยเฉพาะความติดกัน) ระหว่างวัตถุ โทโพโลยีได้รับการจัดการในรูปแบบไฟล์เวกเตอร์ในสี่วิธี ในโครงสร้างข้อมูลเชิงโทโพโลยีโดยเฉพาะอย่างยิ่ง POLYVRT ของ Harvard และ ความครอบคลุม ARC/INFO ที่สืบทอดต่อมา การเชื่อมต่อเชิงโทโพโลยีระหว่างจุด เส้น และรูปหลายเหลี่ยมเป็นส่วนสำคัญของการเข้ารหัสคุณลักษณะเหล่านั้น^{[ 8 ] : 46–49} ในทางกลับกัน ข้อมูลที่ไม่ใช่เชิงโทโพโลยีหรือ ข้อมูลสปาเก็ตตี้ (เช่น Esri Shapefileและฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ ส่วนใหญ่ ) ไม่รวมข้อมูลเชิงโทโพโลยี โดยแต่ละรูปทรงเรขาคณิตจะเป็นอิสระจากกันโดยสมบูรณ์ชุดข้อมูลเชิงโทโพโลยี (มักใช้ในการวิเคราะห์เครือข่าย ) จะเพิ่มข้อมูลสปาเก็ตตี้ด้วยไฟล์แยกต่างหากที่เข้ารหัสการเชื่อมต่อเชิงโทโพโลยี^{[ 12 ] : 218} ฐานกฎโทโพโลยีคือรายการกฎโทโพโลยีที่ต้องการใช้เพื่อบังคับใช้ความสมบูรณ์เชิงพื้นที่ในข้อมูลสปาเก็ตตี้ เช่น "รูปหลายเหลี่ยมของเขตปกครองต้องไม่ทับซ้อนกัน" และ "รูปหลายเหลี่ยมของรัฐต้องมีขอบเขตร่วมกับรูปหลายเหลี่ยมของเขตปกครอง" ^{[ 13 ]}

ชุดข้อมูลเวกเตอร์มักแสดงถึงลักษณะทางภูมิศาสตร์ ที่ไม่ต่อเนื่อง เช่น อาคาร ต้นไม้ และเขตปกครอง อย่างไรก็ตาม อาจใช้เพื่อแสดงพื้นที่ทางภูมิศาสตร์โดยการจัดเก็บตำแหน่งที่ได้ทำการสุ่มตัวอย่างพื้นที่ต่อเนื่องนั้น จุดสุ่มตัวอย่าง (เช่นสถานีตรวจอากาศและเครือข่ายเซ็นเซอร์ ) เส้นชั้นความสูงและโครงข่ายสามเหลี่ยมไม่สม่ำเสมอ (TIN) ใช้เพื่อแสดงระดับความสูงหรือค่าอื่นๆ ที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในพื้นที่ TIN บันทึกค่า ณ ตำแหน่งจุด ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยเส้นเพื่อสร้างตาข่ายสามเหลี่ยมที่ไม่สม่ำเสมอ ด้านของสามเหลี่ยมแสดงถึงพื้นผิวของภูมิประเทศ

รูปแบบที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน:

• Shapefile – รูปแบบข้อมูลเวกเตอร์ GIS ยอดนิยม พัฒนาโดยEsri
• ภาษามาร์กอัปทางภูมิศาสตร์ (GML) – มาตรฐานเปิดแบบ XML (โดยOpenGIS ) สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล GIS
• GeoJSON – รูปแบบไฟล์ขนาดเล็กที่พัฒนามาจากJSONซึ่งใช้โดยโปรแกรม GIS แบบโอเพนซอร์สหลายโปรแกรม
• GeoMedia – รูปแบบการจัดเก็บข้อมูลเวกเตอร์เชิงพื้นที่ของIntergraph ที่ใช้ Microsoft Access เป็นพื้นฐาน
• ภาษา Keyhole Markup Language (KML) – มาตรฐานเปิดแบบ XML (พัฒนาโดยOpenGIS ) สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล GIS
• รูปแบบไฟล์ TAB ของ MapInfo – รูปแบบข้อมูลเวกเตอร์ของMapInfo ที่ใช้ไฟล์ TAB, DAT, ID และ MAP
• รูปแบบ Measure Map Pro – รูปแบบข้อมูล XMLสำหรับจัดเก็บข้อมูล GIS
• รูปแบบการโอนถ่ายข้อมูลระดับชาติ (NTF) – รูปแบบการโอนถ่ายข้อมูลระดับชาติ (ส่วนใหญ่ใช้โดยหน่วยสำรวจภูมิประเทศของสหราชอาณาจักร)
• Spatialite – ส่วนขยายเชิงพื้นที่สำหรับSQLiteที่ให้ฟังก์ชันการทำงานของฐานข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์แบบเวกเตอร์ คล้ายกับPostGIS , Oracle Spatialและ SQL Server ที่มีส่วนขยายเชิงพื้นที่
• คุณสมบัติพื้นฐาน – ข้อกำหนดของ Open Geospatial Consortiumสำหรับข้อมูลเวกเตอร์
  • Well-known text (WKT) – ภาษามาร์กอัปข้อความสำหรับแสดงรูปทรงเรขาคณิตของฟีเจอร์ พัฒนาโดยOpen Geospatial Consortium
  • ไบนารีที่รู้จักกันดี (WKB) – เวอร์ชันไบนารีของข้อความที่รู้จักกันดี ซึ่งใช้ในฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ หลายแห่ง
• SOSI – รูปแบบข้อมูลเชิงพื้นที่ที่ใช้สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลเชิงพื้นที่สาธารณะทั้งหมดในประเทศนอร์เวย์
• AutoCAD DXF – รูปแบบการถ่ายโอนข้อมูลสำหรับ ข้อมูล AutoCAD (โดยAutodesk )
• ไฟล์ข้อมูลทางภูมิศาสตร์ (GDF) — รูปแบบไฟล์แลกเปลี่ยนข้อมูลทางภูมิศาสตร์

รูปแบบเอกสารเก่าแก่ที่ปัจจุบันไม่ค่อยได้ใช้แล้ว:

• ArcInfo Coverage - โครงสร้างข้อมูลเชิงโทโพโลยีที่ใช้ใน Arc/INFO ตั้งแต่ปี 1981 ถึง 2000
• Esri TIN – รูปแบบ ไบนารี เฉพาะ ของEsriสำหรับ ข้อมูล เครือข่ายที่ไม่สม่ำเสมอแบบสามเหลี่ยม
• กราฟเส้นดิจิทัล (DLG) – รูปแบบข้อมูลเวกเตอร์ของ USGS
• TIGER – การเข้ารหัสและการอ้างอิงทางภูมิศาสตร์แบบบูรณาการเชิงโทโพโลยี
• รูปแบบผลิตภัณฑ์เวกเตอร์ (Vector Product Formatหรือ VPF) – รูปแบบข้อมูลเวกเตอร์ของสำนักงานข่าวกรองทางภูมิศาสตร์แห่งชาติ (National Geospatial-Intelligence Agency หรือ NGA) สำหรับฐานข้อมูลทางภูมิศาสตร์ขนาดใหญ่
• ไฟล์ข้อมูลเชิงพื้นที่ – รูปแบบฐานข้อมูลเชิงภูมิศาสตร์ประสิทธิภาพสูงของAutodesk ซึ่งเป็นรูปแบบเฉพาะของ MapGuide
• ISFC – โซลูชัน CAD บนพื้นฐานMicroStationของIntergraph ที่เชื่อมต่อองค์ประกอบเวกเตอร์เข้ากับ ฐานข้อมูล เชิงสัมพันธ์ ของ Microsoft Access
• Dual Independent Map Encoding (DIME) – รูปแบบไฟล์ GIS เก่าแก่ที่พัฒนาขึ้นในทศวรรษ 1960

การใช้แบบจำลองข้อมูลแรสเตอร์หรือเวกเตอร์เพื่อแสดงความเป็นจริงนั้น มีทั้งข้อดีและข้อเสียที่สำคัญบางประการ:

• ชุดข้อมูลแรสเตอร์จะบันทึกค่าสำหรับทุกจุดในพื้นที่ที่ครอบคลุม ซึ่งอาจต้องใช้พื้นที่จัดเก็บมากกว่าการแสดงข้อมูลในรูปแบบเวกเตอร์ที่สามารถจัดเก็บข้อมูลเฉพาะในส่วนที่จำเป็นเท่านั้น
• การประมวลผลข้อมูลแบบแรสเตอร์นั้นใช้ทรัพยากรน้อยกว่ากราฟิกแบบเวกเตอร์
• การรวมค่าและการเขียนสูตรเฉพาะสำหรับการรวมค่าจากเลเยอร์ต่างๆ นั้นง่ายกว่ามากเมื่อใช้ข้อมูลแรสเตอร์
• จะเกิดปัญหาเรื่องความโปร่งใสและการเกิดภาพซ้อนเมื่อซ้อนภาพแรสเตอร์หลายภาพเข้าด้วยกัน
• ข้อมูลเวกเตอร์ช่วยให้การแสดงผลแบบซ้อนทับทำได้อย่างราบรื่นและง่ายดาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของกราฟิกและข้อมูลที่ขับเคลื่อนด้วยรูปร่าง เช่น แผนที่ เส้นทาง และแบบอักษรที่กำหนดเอง ซึ่งทำได้ยากกว่าหากใช้ข้อมูลแรสเตอร์
• ข้อมูลเวกเตอร์สามารถแสดงผลเป็นกราฟิกเวกเตอร์ที่ใช้ในแผนที่แบบดั้งเดิม ในขณะที่ข้อมูลแรสเตอร์จะปรากฏเป็นภาพที่มีลักษณะเป็นเหลี่ยมๆ บริเวณขอบเขตของวัตถุ (ขึ้นอยู่กับความละเอียดของไฟล์แรสเตอร์)
• ข้อมูลเวกเตอร์นั้นง่ายต่อการลงทะเบียน ปรับขนาด และฉายภาพใหม่ ซึ่งจะช่วยลดความซับซ้อนในการรวมเลเยอร์เวกเตอร์จากแหล่งต่างๆ
• ข้อมูลเวกเตอร์เข้ากันได้ดีกว่ากับสภาพแวดล้อมฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์ เนื่องจากสามารถเป็นส่วนหนึ่งของตารางเชิงสัมพันธ์ได้เหมือนกับคอลัมน์ทั่วไป และสามารถประมวลผลได้โดยใช้ตัวดำเนินการหลากหลายประเภท
• โดยทั่วไปไฟล์เวกเตอร์จะมีขนาดเล็กกว่าไฟล์ข้อมูลแรสเตอร์ ซึ่งอาจมีขนาดใหญ่กว่าไฟล์เวกเตอร์หลายสิบ หลายร้อย หรือมากกว่านั้น (ขึ้นอยู่กับความละเอียด)
• ข้อมูลเวกเตอร์นั้นง่ายต่อการอัปเดตและบำรุงรักษา ในขณะที่ภาพแรสเตอร์จะต้องสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมด (ตัวอย่างเช่น การเพิ่มถนนใหม่)
• ข้อมูลเวกเตอร์ช่วยให้สามารถวิเคราะห์ได้มากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ "เครือข่าย" เช่น ถนน ไฟฟ้า ทางรถไฟ โทรคมนาคม เป็นต้น (ตัวอย่างเช่น เส้นทางที่ดีที่สุด ท่าเรือที่ใหญ่ที่สุด สนามบินที่เชื่อมต่อกับทางหลวงสองเลน) ข้อมูลแรสเตอร์จะไม่มีลักษณะทั้งหมดของฟีเจอร์ที่แสดงอยู่

ฐานข้อมูลเชิงวัตถุสัมพันธ์สมัยใหม่สามารถจัดเก็บข้อมูลที่ซับซ้อนหลากหลายประเภทโดยใช้ ชนิดข้อมูล วัตถุขนาดใหญ่แบบไบนารีซึ่งรวมถึงทั้งตารางแรสเตอร์และรูปทรงเรขาคณิตแบบเวกเตอร์ ทำให้ ระบบ ฐานข้อมูลเชิงพื้นที่ บางระบบสามารถ จัดเก็บข้อมูลทั้งสองรูปแบบไว้ในฐานข้อมูลเดียวกันได้

• Esri File Geodatabase - รูปแบบเฉพาะสำหรับการจัดเก็บ "ฟีเจอร์" (เวกเตอร์) และข้อมูลแรสเตอร์ในพื้นที่^{[ 14 ]}
• Esri Enterprise Geodatabase - โมเดลที่เป็นกรรมสิทธิ์สำหรับการจัดเก็บโครงสร้าง geodatabase ใน ระบบจัดการฐานข้อมูลเชิงสัมพันธ์เชิงพาณิชย์และโอเพนซอร์สที่หลากหลาย^{[ 14 ]}
• GeoPackage (GPKG) – รูปแบบเปิดตามมาตรฐานที่อิงตามรูปแบบฐานข้อมูล SQLite สำหรับทั้งข้อมูลเวกเตอร์และแรสเตอร์ ซึ่งได้รับการยอมรับโดยOpen Geospatial Consortium ^{[ 15 ]}

• ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์
• GDAL/OGRคือห้องสมุดสำหรับอ่านและเขียนข้อมูลในหลายรูปแบบ
• Feature Manipulation Engine (FME) เป็นโปรแกรมเชิงพาณิชย์สำหรับแปลงข้อมูลระหว่างรูปแบบต่างๆ จำนวนมาก