wymagającym rozwiązania przy przejściu do technik cyfrowych był problem tzw. generałizacji. Zarówno w procesie tworzenia mapy, jak i analizie może powstać sytuacja, kiedy warstwa danych zawiera zbyt dużo szczegółów. Szczególnie kłopotliwe może to być przy danych wektorowych. Problem generalizacji może się także wiązać z wymaganą skalą analizowania danego zjawiska. Opracowano szereg metod, które umożliwiają redukcję liczby danych wektorowych z zachowaniem pożądanej informacji [patrz podroż. 4.8 i ramka 4.6]. Potrzeba zwiększenia efektywności przetwarzania i edycji danych wektorowych oraz kontroli poprawności danych graficznych doprowadziła do zastosowania w GIS metod topologicznych. We wprowadzonym w 1981 roku programie Arclnfo, którego następcą jest obecnie ArcGIS, zastosowano topologiczny model danych wektorowych oparty na pojęciu węzła i łuku (arc-node). Obecnie rozwiązanie to zostało zastąpione przez stosowanie zasad topologicznych bezpośrednio w procesie edycji i analizy danych. Ze względu na różnorodność rodzajów i formatów danych zawierających informację przestrzenną oraz wielość systemów GIS, niezbędne było także zapewnienie możliwości integracji w procesie analizy różnych rodzajów danych i importu danych o różnych formatach.
Pozyskiwanie danych i wprowadzenie ich do systemu poprzedza wykonywanie analiz. Ze względu na pochodzenie dzielimy dane na pierwotne i wtórne. Dane pierwotne obejmują wszelkie dane pomiarowe, w tym wyniki pomiarów teledetekcyjnych — cyfrowe zdjęcia lotnicze lub satelitarne. Dane wtórne są pozyskiwane przez transformację danych pierwotnych lub przekształcanie danych analogowych do postaci cyfrowej, co obecnie wykonuje się głównie za pomocą skanowania. Przeważająca część pomiarów terenowych oraz wyników modelowania i analiz statystycznych, które są robione w czasie prac badawczych ma charakter punktowy. Aby mogły być analizowane w GIS należy przeprowadzić ich rejestrację czyli powiązanie informacji z lokalizacją w określonym układzie współrzędnych. Rejestracja dotyczy także danych teledetekcyjnych, jednak najczęściej dostarczane produkty do wykorzystania w GIS sa już zarejestrowane. W przypadku danych wtórnych, np. zeskanowanych map analogowych lub zdjęć lotniczych, rejestracja musi być przeprowadzona przed ich dalszym wykorzystaniem. GIS jest wyposażony w odpowiednie narzędzia do przeprowadzania zarówno rejestracji danych rastrowych jak i wektorowych [patrz podroż. 3.3.4], Mierzone dane punktowe (dyskretne) są często przetwarzane do danych ciągłych w formacie rastrowym . Proces estymacji lub prognozowania wartości zmiennej w punktach leżących pomiędzy punktami pomiarowymi nosi nazwę interpolacji. Istnieje wiele metod interpolacji [patrz podroż. 5.6 i 9.5], istotny jest także właściwy dla danego projektu schemat próbkowania, czyli sposób rozmieszczenia w przestrzeni punktów pomiarowych [patrz podroż. 3.3.1 i ramka 3.4],