除 gis 資料型別之外，要素和柵格還常與其他要素和儲存在多個表中的屬性值產生關係。這些空間和屬性關係以及某些行為可通過擴充套件三種基本型別的地理資訊進行建模。
下面是空間和屬性關係的一些示例。
某些線狀要素會彼此相連。例如，道路網中的街段、水網中的管道、水文網中的河流線以及電網中的電線都會互相連線。通過追蹤網路可執行許多操作，例如，查詢最快行駛路徑、識別出水網中要關閉的閥門或者追蹤河流的下游。
許多要素彼此相鄰並具有重疊幾何；例如，相鄰的縣、宗地及其他行政區域共享重疊的邊。
要素的許多描述性資訊通常儲存在單獨的屬性表中。使用標準的關聯式資料庫方法可將這些單獨屬性表中的屬性與各個要素相關聯。
所有型別的地理資訊（要素、柵格和屬性）均可參與這些空間和屬性關係。在 gis 中，可使用擴充套件的資料型別（例如拓撲和網路）對這樣的關係進行建模。
此外，可通過對地理物件應用一系列的空間運算子來發現和識別出多種型別的空間關係。例如，可在要素周圍的給定距離處建立緩衝區並與另乙個資料集進行面疊加，從而識別出 gis 中靠近某一要素的其他要素。
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