Tổ chức hệ thống thông tin địa lý phải bắt đầu bằng nhiệm vụ đặt ra của hệ thống thông tin. Từ đó xác định được mức độ đòi hỏi của các loại thông tin cần thiết như thông tin thuộc tính tỷ lệ nào, phải có lớp thông tin nào, độ chính xác của thông tin và thông tin thuộc tính có dạng nào. Sau khi xác định được nhu cầu thông tin cần tìm xem thông tin này có được từ nguồn nào, có thể lấy được từ cơ sở dữ liệu quốc gia, cơ sở dữ liệu chuyên ngành mua trên thị trường thông tin. Nếu các nguồn khai thác thông tin đều chưa có hoặc có cần xác định tiếp sử dụng biện pháp nào để thu nhận các thông tin còn thiếu. Có thể được các công ty cung cấp thông tin hoặc tổ chức thu nhập hệ thống thông tin riêng cho số lượng dữ liệu cần có nên tổ chức quản lý dưới dạng tập trung hay phân tán cho nhu cầu và hoàn cảnh khai thác thông tin. Khi định dạng thông tin đã rõ mới thiết kế phần cứng và phần mềm phù hợp. Không cần có tham số mạnh hơn nhu cầu đòi hỏi cũng không yếu hơn để không thực hiện được nhiệm vụ cần thực hiện. Nếu cơ sở dữ liệu định dạng là phân tán thì phải thiết kế phần cứng dưới dạng máy tính (intranet). Khi dữ liệu cho phép các hệ thống thông tin khác truy nhập đến cần thiết kế các cổng extranet. Từ định hình cơ sở dữ liệu, nhu cầu quản lý và phần cứng đã được xác định tiếp tục xác định các phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị dữ liệu địa lý và thuộc tính phần mềm quản trị nếu cần, phần mềm ứng dụng. Đôi khi các nhà tổ chức HTTT xét lựa chọn một giải pháp công nghệ hợp lý.

Phần mềm đã giới thiệu cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có hai thành phần: cơ sở dữ liệu địa lý và cơ sở dữ liệu thuộc tính. Về lý thuyết có thể tổ chức quản lý cả 2 loại dữ liệu có cùng một cơ sở dữ liệu và do cùng một hệ quản trị dữ liệu. Lúc này các dữ liệu thông tin được coi như các lớp riêng biệt gắn liền với các đối tượng địa lý. Trong thực tế vấn đề trở nên phức tạp khi số lượng dữ liệu quá lớn, vấn đề tìm thông tin và truy cập thông tin được giải quyết. Vì vậy người ta tổ chức quản lý các dữ liệu này trong hai cơ sở dữ liệu riêng biệt với hai hệ quản trị riêng biệt.

Cơ sở dữ liệu thuộc tính được lưu trữ tương tự như các loại cơ sở dữ liệu thô khác: ngân hàng, luật pháp, hành chính, v..v.. các dữ liệu được lưu trữ dưới dạng các cột gọi là trường (field) và các hàng gọi là tấm tin (record). Vấn đề sẽ không bàn luận gì nhiều nếu có một bản. Thực tế bức tranh quan hệ giữa các dữ liệu đã làm phải có tổ chức quản lý ở nhiều bản khác nhau và phải tìm được một số trường mô tả được mối quan hệ giữa các bản. Căn cứ vào các mối quan hệ này để giải quyết việc tìm dữ liệu và cập nhật dữ liệu. Dạng tổ chức cơ sở dữ liệu như vậy được gọi là cơ sở dữ liệu quan hệ. Hiện nay quản trị cơ sở thường gặp đều ở dạng cơ sở dữ liệu quan hệ như DBase, INFOMI, SQL Serve, ORACLE..v..v. Sự khác nhau giữa các hệ quản trị dữ liệu là dữ liệu (format) và ngôn ngữ hỏi đáp để tìm dữ liệu và cập nhật dữ liệu.

Cơ sở dữ liệu địa lý (chủ yếu là bản đồ) không thể lưu trữ và quản lý theo nguyên tắc các loại cơ sở dữ liệu thông thường nói trên. Các dữ liệu bản đồ được cấu tạo bởi các thành phần là toạ độ các điểm, dãy toạ độ các điểm nối giữa 2 điểm (đường) và dãy cùng nối liên tiếp trong một nhóm điểm (miền). Như vậy bức tranh dữ liệu ở đây khác so với dữ liệu thông thường. Vì chúng ta có các đối tượng địa lý khác nhau nên các điểm, đường nét của từng loại đối tượng địa lý sẽ được quản lý riêng trong từng lớp thông tin. Trong thông tin này có một lớp thông tin cơ bản nhất là lớp về hệ quy chiếu (lưới toạ độ) để thể hiện các lớp thông tin theo yêu cầu. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu địa lý quen thuộc là ARC/INFO và MGE. Mỗi hệ cũng có định dạng dữ liệu khác nhau, xác định hình học khác nhau, xác định quan hệ hình học khác nhau và thủ tục tìm - cập nhật khác nhau.

Hai hệ cơ sở dữ liệu thuộc tính và địa lý nói trên đã được giải quyết khá chọn lọc trong việc quản trị từng cơ sở dữ liệu. Công việc quản trị dữ liệu bao gồm nhiều công việc như:

Trong hệ thống thông tin địa lý, vấn đề quản trị dữ liệu có một đặc thù riêng. Đó là vấn đề khai thác liên kết giữa các cơ sở địa lý và cơ sở dữ liệu thuộc tính. Vấn đề đặt ra là tìm mối quan hệ giữa đối tượng địa lý trong cơ sở dữ liệu địa lý với thuộc tính của nó trong cơ sở dữ liệu thuộc tính và ngược lại. Lý thuyết thông tin hiện đại đã giải quyết trọn vẹn việc quyết định quan hệ này. Cách giải quyết có thể đi theo hướng nhúng dữ liệu của cơ sở dữ liệu này vào môi trường của cơ sở dữ liệu kia hoặc có thể tìm một môi trường trung gian để thể hiện loại dữ kiện.

Khai thác dữ kiện là nhu cầu đặt ra có tầm quan trọng đặc biệt để giúp áp dụng mọi điều kiện thuận lợi tiếp cận với dữ liệu trong phạm vi được phép khai thác được thể hiện được các dạng sau:

Hệ thống thông tin càng phát huy tác dụng rộng rãi nếu hệ thống này được định. Điều kiện này giúp cho thông tin được trao đổi rộng rãi hơn, người sử dụng thông hơn, hệ thống cập nhật thông tin đa dạng hơn, hiệu quả là tránh được lãng phí trong phát triển. Muốn vậy các ngành cần thống nhất một chuẩn chung mang tính Quốc gia định chuẩn có thể hiểu một cách đơn giản là mọi hệ thống thông tin đều có thể hiển thị của nhau. Vấn đề chuẩn hoá thông tin đang là nội dung chủ yếu trong giai đoạn công nghệ thông tin hiện nay. Công việc chuẩn hoá thông tin bao gồm các nội dung sau:

Vấn đề chuẩn hoá cũng cần tránh xu hướng quá khích trong việc cưỡng bức một số sản phẩm phần cứng và phần mềm nào đó.

Vấn đề chuẩn hoá sẽ được giải quyết nhẹ nhàng hơn khi con người đưa ra khá nhiều hệ thống mở. Khái niệm này được thể hiện ở các khía cạnh sau:

Xây dựng một hệ thống thông tin địa lý cho các cơ sở dữ liệu nhỏ chỉ cần một hoặc một nhóm máy tính nối với nhau bằng mạng cục bộ. Vấn đề mạng máy tính trong trường hợp này không đặt ra nhiều lắm. Cấu trúc mạng có dạng một máy tính đóng vai trò máy chủ nối với một số máy tính đảm nhận nhiệm vụ dữ liệu, một số máy tính thực hiện việc ứng dụng vào một số máy tính hiển thị thông tin.

Đối với một cơ sở dữ liệu lớn người ta phải tổ chức các cơ sở dữ liệu phân tán thành nhiều cơ sở dữ liệu nhỏ nối với nhau bằng mạng diện rộng. Mỗi cơ sở dữ liệu nhỏ tổ chức như ở trên có gắn thêm một máy tính đóng vai trò netserver cùng với một bộ liệu đường dài gồm modem và router. Vấn đề cần giải quyết là đường truyền dữ liệu, an toàn dữ liệu trên đường truyền và bảo mật dữ liệu.

Ở các nước đang và kém phát triển, chi phí đầu tư khá lớn để tổ chức và duy trì hoạt động của một hệ thống GIS là trở ngại rất quan trọng trong quá trình phát triển công nghệ GIS. Chi phí sẽ bao gồm:

Thiết bị GISPhần mềm GISSố liệu theo yêu cầu

(1 lần) (10 lần) (100 lần)

Trong quá trình hoạt động còn nảy sinh các chi phí tiềm ẩn khác (Hidden costs) để (i) mua sắm vật tư đặc chủng (ii) thay thế và nâng cấp khả năng thiết bị hay phần mềm (iii) lắp đặt thiết bị ngoại vi để lưu trữ có hiệu quả những khối lượng số liệu ngày càng lớn.

Ngoài ra, hiện nay với những nhu cầu sử dụng GIS ngày càng tăng kéo theo sự đổi mới nhanh chóng thiết bị và phần mềm, nguồn chi phí lớn để tái đầu tư, mở rộng và hiện đại hoá sẽ là một đòi hỏi với bất kỳ hệ thống GIS nào trong giai đoạn 3 đến 5 năm.

Bên cạnh vấn đề thiết bị và phần mềm, một hệ thống GIS chỉ hoạt động thành công khi những hợp phần thiết yếu sau đây được quan tâm và đầu tư đúng mức, đó là:

Một hệ thống GIS hoạt động có hiệu quả khi được điều hành bởi các chuyên gia có kinh nghiệm và những kỹ thuật viên GIS thành thạo. Để có đội ngũ nhân sự này, một kế hoạch huấn luyện gồm nhiều giai đoạn và nhiều trình độ khác nhau (trong nước và ngoài nước) cần được soạn thảo và thực hiện chu đáo, kế hoạch này bao gồm cả các dạng huấn luyện trong công việc (on - job trainning) là mô hình phổ biến hiện nay để có thể chuyển giao được công nghệ một cách nhanh chóng, có hiệu quả và tiết kiệm.

Là dạng công nghệ mới nên vấn đề bảo dưỡng thiết bị GIS là yếu tố cần thiết để duy trì tốt hoạt động của hệ thống. Những trục trặc ở phần cứng (hardware) và phần mềm (software) cũng như ở các thiết bị ngoại vi, đòi hỏi phải được ngăn ngừa và thay thế bởi chế độ bảo dưỡng định kỳ do các chuyên gia có kinh nghiệm thực hiện. Bên cạnh đó, cần thiết lập được mạng lưới các đơn vị hay công ty tư vấn để hỗ trợ các hoạt động của hệ thống GIS, bao gồm (y) tư vấn giải pháp khi có sự cố (ii) tư vấn việc nâng cấp và thay thế hay mở rộng thiết bị, phần mềm (iii) cung ứng kịp thời vật tư và thiết bị thay thế v.v...

Trong hoạt động GIS, số liệu là một trong những hợp phần thiết yếu nhất và được xem là nguồn "nhiên liệu" của hệ thống. Do đó, tổ chức thu thập số liệu hiện có và cung ứng số liệu thường xuyên là nội dung rất quan trọng để một hệ thống GIS có thể hoạt động được. Hiện nay, số liệu rất phân tán với nhiều nguồn và nhiều dạng khác nhau, nên tiến trình tái hiệu chỉnh số liệu hiện có theo một định dạng (format) tiêu chuẩn để có thể sử dụng trong GIS là công việc bắt buộc của hệ thống GIS.

Đây là yếu tố mấu chốt của việc xây dựng và duy trì hoạt động của hệ thống GIS. Tài chính không những cần thiết cho việc đầu tư ban đầu và vận hành thiết bị - phần mềm GIS, các chương trình huấn luyện và chính sách đãi ngộ đối với lực lượng chuyên gia - kỹ thuật viên GIS cũng đòi hỏi những chi phí lớn. Do vậy, mức phát triển của hệ thống GIS cần căn cứ khả năng đáp ứng của nguồn tài chính, do nhiều chi phí sẽ phát sinh theo cấp số nhân so với đầu tư ban đầu về thiết bị. Tuy vậy, nguồn tài chính cũng sẽ được thu lại từ các hoạt động có hiệu quả của hệ thống GIS. Bên cạnh đó, cần tính đến các lợi ích không thể tính bằng tiền do việc ứng dụng công nghệ GIS đem lại trong các lĩnh vực nghiên cứu - quản lý› và quy hoạch phát triển.

Một hệ thống GIS chỉ hoạt động có hiệu quả trong môi trường có sự cộng tác của nhiều tổ chức, cơ quan từ cấp trung ương đến địa phương. Có thể rằng "đầu vào" (input) và "đầu ra" (output) của một hệ thống GIS tuỳ thuộc vào yếu tố phối hợp và cộng tác của các đơn vị cung cấp số liệu và sử dụng kết quả chỉ với nguồn số liệu đầy đủ - phong phú và chính xác, hệ thống GIS mới hoạt động có hiệu quả và cung cấp các kết quả hữu ích, các kết quả này sẽ thuyết phục người sử dụng tiếp tục đặt ra các yêu cầu mới, từ đó kích thích và đẩy mạnh hoạt động của hệ thống GIS. Chu trình nói trên là quy luật tất yếu và là điều kiện cần có để một công nghệ như GIS có thể phát triển.

Hệ thống GIS sẽ được tổ chức như thế nào tại địa phương, bao gồm (i) quy mô quản lý của hệ thống và (ii) mô hình số liệu sẽ được sử dụng hay cung cấp từ hệ thống này,

Cần xác định rõ được (i) thiết bị và phần mềm được cài đặt, (ii) trình độ và yêu cầu người sử dụng kết quả GIS và (iii) tổ chức hỗ trợ các hoạt động GIS như thế nào.

Có 3 khía cạnh cần được quan tâm, đó là (i) khả năng thích ứng của các dạng số liệu đối với hệ thống GIS, (ii) tiêu chuẩn về chất lượng số liệu và (iii) tổ chức quản lý số liệu.

Cần chuẩn bị (i) một chương trình huấn luyện cơ bản và nâng cao, (ii) tổ chức bộ máy nhân sự và (iii) bố trí con người thích hợp.