GIS系統即地理資訊系統（GIS ，geographic information system）是隨著地理科學、計算機技術、遙感技術和資訊科學的發展而發展起來的一個學科。

在計算機發展史上，計算機輔助設計技術（CAD）的出現使人們可以用計算機處理像圖形這樣的資料，圖形資料的標誌之一就是圖形元素有明確的位置座標，不同圖形之間有各種各樣的拓撲關係。簡單地說，拓撲關係指圖形元素之間的空間位置和連線關係。簡單的圖形元素如點、線、多邊形等；點有座標（x, y）；線可以看成由無數點組成，線的位置就可以表示為一系列座標對（x1, y1），（x2, y2），……（xn, yn）；平面上的多邊形可以認為是由閉合曲線形成範圍。圖形元素之間有多種多樣的相互關係，如一個點在一條線上或在一個多邊形內，一條線穿過一個多邊形等等。

在實際應用中，一個地理資訊系統要管理非常多、非常複雜的資料，可能有幾萬個多邊形，幾萬條線，上萬個點，還要計算和管理它們之間的各種複雜的空間關係