基於向量模型的資料結構簡稱為向量資料結構，它是利用歐里幾得（Euclid）幾何學中的點、線、面及其組合體來表示實體空間分佈的一種資料組織方式。這種資料組織方式能最好地逼近實體的空間分佈特徵，資料精度高，資料儲存冗餘度低，便於進行網路分析，但對於多層空間資料的疊合分析比較困難。向量資料結構分為以下幾種型別：

1.簡單資料結構：資料按照以基本的空間物件（點、線或多邊形）為單元進行單獨組織，不含有拓撲關係資料。

2.拓撲資料結構：包括DIME（對偶獨立地圖編碼法）、POLYVRT（多邊形轉換器）、TIGER（地理編碼和參照系統的拓撲整合）等。它們的共同特點是：點是相互獨立的，點連成線，線構成面。每條線起始於結點（FN），止於終結點（TN），並與左右多邊形（LP和RP）相鄰接。

3.曲面資料結構：是指聯想分佈現象的覆蓋表面，具有這種覆蓋表面的要素有地形、降水量、溫度、磁場等。表示和儲存這些要素的基本要求是必須便於連續現象在任一點的內插計算，因此經常採用不規則三角網來擬合連續分佈現象的覆蓋表面，稱為TIN資料結構。