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一共十八章（第一章緒論、第二章坐標系統、第三章矢量數據模型、第四章柵格數據模型、第五章GIS數據獲取、第六章幾何變換、第七章空間數據準確度和質量、第八章屬性數據管理、第九章數據顯示與地圖編制、第十章數據探查、
第十一章矢量數據分析、第十二章柵格數據分析、第十三章地形製圖與分析、第十四章視域和流域、第十五章空間插值、第十六章地理編碼和動態分段、第十七章最小耗費路徑分析和網絡分析、第十八章GIS模型與建模。）矢量數據模型用點及其x、y坐標來構建點、線和多邊形的空間特徵。在矢量數據分析中輸入這些空間特徵，且分析結果的準確性取決於這些特徵的位置和形狀的準確性，以及是否是拓撲關係。
建立緩衝區介紹內容為：緩衝區建立中的差別、建立緩衝區的應用。
基於鄰近（proximity）的概念，建立緩衝區可把地圖分為兩個區域：一個區域位於所選地圖要素的指定距離之內，另一個區域在指定距離之外。在指定距離之內的區域稱為緩衝區。
建立緩衝區的地圖要要素包括點、線或面。圍繞點建立緩衝區產生圓形緩衝區。圍繞線建立緩衝區，形成一系列圍繞每條線段的長條形緩衝帶。圍繞多邊形建立緩衝區則生成由該多邊形邊界向外延伸的緩衝區。
緩衝距離（又稱為緩衝大小）未必為常數，也可以根據給定欄位取值而變化。對線要素建立緩衝區未必在線兩側都有緩衝區，可以只在線的左側或右側建立緩衝區（左右側由線的起點到終點的方向決定）。同理，多邊形緩衝區可以從多邊形邊界向內或向外擴展。緩衝區邊界可以保留完整，使每個緩衝區為獨立多邊形，以用於進一步的分析。緩衝區邊界也可以被融合來創立一個總區，使獨立的緩衝區之間沒有疊置區，甚至緩衝區的終端（ends）還可以是圓形的或是平直的。
緩衝區的大部分應用都是基於緩衝帶的，緩衝區通常作為保護區並被應用於規劃或管理目的。
距離緩衝（方圓幾公裡）：飛機禁高區、河流兩岸林木禁伐區、國家森林公園內禁止採石採砂以及鑽井勘探等、生態區域（水、溼地、關鍵生境和水井）等地理要素周圍建立緩衝區。
緩衝區可以作為中立地帶，以及解決矛盾衝突的一種工具。（抗議人群緩衝帶）。GIS應用中的緩衝區表示包含區。另，緩衝區不僅是作為篩選設備，緩衝區本身也可以稱為分析對象（如研究區）。
緩衝區可以用作點和線要素的定位準確度的指標。建立多環緩衝區作為一種採樣方法可能很有用。
地圖疊置介紹內容為：要素類型和地圖疊置、地圖疊置方法、疊置和數據格式、碎屑多邊形、地圖疊置中的錯誤傳遞、地圖疊置的應用。地圖疊置操作是將兩個要素圖層的幾何形狀和屬性組合在一起，生成新的輸出圖層（GIS軟體包可以提供每次超過兩個圖層的疊置操作，為了明了起見本章僅限於討論兩個圖層的疊置）。輸出圖層的幾何形狀代表來自各輸入圖層的要素的幾何交集。
注：用於疊置分析的圖層必須經過空間配準，亦即具有相同的坐標系統。實際操作中，地圖疊置首先應該考慮要素的類型。疊置操作可以以多邊形、線或點圖層作為輸入，並創建一個較低維度要素的輸出。
3種常見的覆蓋操作：
「點與多邊形疊置」、
「線與多邊形疊置」、
「多邊形與多邊形的疊置」。為討論方便，將點、線或多邊形的圖層稱為輸入圖層；而將要被疊置其他要素的多邊形圖層稱為疊置圖層。在
「點與多邊形疊置」操作中，輸入圖層的點要素被疊置到疊置圖層上，並且被賦予疊置多邊形的屬性。
在
「線與多邊形疊置」操作中，輸出圖層含有輸入圖層的線要素，其中線要素被疊置圖層的多邊形邊界所分割，因此輸出圖層的弧段數比輸入圖層更多。
「多邊形與多邊形的疊置」的操作，涉及兩個多邊形圖層。輸出圖層將輸入圖層和疊置圖層的多邊形邊界組合在一起，生成一系列新的多邊形，每個新的多邊形都攜有兩個圖層的屬性，並有別於毗鄰多邊形的屬性。
在不同的GIS軟體包中，對地圖疊置的叫法不一樣，但所有疊置方法都是基於布爾連接符的運算，即AND、OR、和XOR。
Union(聯合)保留了來自輸入圖層中的所有要素。因此輸出圖層的區域範圍對應於兩幅輸入圖層合併後的區域範圍。
Intersect(求交)僅保留兩個圖層共同區域範圍的要素。Intersect常常是疊置分析的首選方法，因為輸出圖層的任何要素都同時具有兩個輸入圖層的屬性數據。
Symmetrical different (對稱差異)僅保留輸入圖層各自獨有的區域範圍內的要素。換言之，對稱差異在輸出的區域範圍上與Intersect正好相反。
Identity(識別)僅保留落在由輸入圖層定義的區域範圍內的要素。另外一圖層稱為識別圖層。輸入圖層可含點、線或多邊形，而識別圖層是多邊形圖層。
地圖疊置在GIS中的使用與GIS本身歷史一樣長，雖然不是GIS中最重要的工具，也是最被認可的工具。許多針對地圖疊置而形成的概念和方法都是基於傳統的拓撲矢量數據（coverage）。shape file和geodatabase要素類。shape file是非拓撲的，而geodatabase可以即時拓撲。
Union通過聯合不同的多邊形產生新要素，Intersect由多邊形重疊的區域產生新的要素。
碎屑多邊形，即沿著兩個輸入圖層的相關或共同邊界線（如研究區邊界）生成的碎屑多邊形。>>此為多邊形疊置的常見錯誤。其產生的原因：數位化的誤差（手扶跟蹤數位化或掃描的精度很高，輸入圖層的公共邊界線很少會剛好重合。當兩個圖層疊置後，未重合的數位化邊界線求交生成碎屑多邊形。）、源地圖的誤差或解譯誤差。解決碎屑多邊形的方法：使用容差以消除碎屑多邊形（
ArcGis中的聚合容差——將落在指定距離之內的點和線接合到一起）、數據預處理和後處理、最小製圖單元。
誤差傳遞是指由於輸入圖層的不準確而產生的誤差。在地圖疊置中誤差傳遞通常有兩種類型：
位置誤差和
標識誤差。位置誤差是數位化和解譯差錯而產生的不準確邊界引起的。標識誤差則是由不準確的屬性數據引起，如多邊形數值的不正確編碼。
疊置方法在許多查詢和建模應用程式中起著核心作用。更有效的應用是幫助解決面的插值問題。
面插值法包括將一個已知多邊形數據集（源多邊形）轉移到另一個目標多邊形。
距離測量是指要素之間直線（歐式）距離的量測。量測可在一個圖層中的點到另一個圖層的點之間進行，或在一個圖層的各個點到另一圖層中的最鄰近點或線之間進行。距離量測可以直接用於數據分析。距離量測的一個常見應用是確定點要素的定位準確性。
首先，準備兩組點，一組點用於測試（測試點），另一組是具有更高準確度的其他相同點（參照點）。
其次，連結測試點和參照點來量測距離。
最後，由評估距離量測的準確度計算描述性統計如均方差誤差。
模式分析介紹內容為：點模式分析，量測空間自相關的莫蘭指數（Moran’s I），量測高/低聚集度的G-統計量，模式分析的應用。模式分析是關於二維空間點要素空間分配的研究。與緩衝區和疊置可用於可視化不同，模式分析依靠統計來描述分布模式。隨機模式是指某位置點的存在不會促使或抑制相鄰點的出現的一種模式。
點模式分析的一個經典方法是最近鄰近分析，它使用圖層中各個點與其最近鄰點的距離，判斷該點是呈隨機的、規則的還是集聚的分析模式。
最近鄰分析只使用點與點之間的距離作為輸入數，空間自相關分析則考慮點的位置及其屬性的變化。
空間自相關按照空間空間賦值狀況量測各個變量值之間的相關關係。莫蘭指數（Moran's I）是一種通用的空間自相關測量方法。
空間聯合局域指標（local indicators of spatial association,LISA）是莫蘭指數的局域版本，LISA為每個要素（點或多邊形）計算指數值和Z得分。
不論是整體還是局部的莫蘭指數都只能檢測出具有相近的要素是否呈現聚類，而不能說明該聚類是否由高值或低值組成。
模式分析具有很多重要的應用。最近鄰分析和雷普利的K函數是空間分布和植物類型結構分析的標準方法。雷普利的K函數也用於其他類型的空間數據，包括工業企業。熱點分析已成為犯罪地點製圖和分析的標準工具和公共健康數據。
Dissolve(消除邊界)工具是把相同屬性數值的要素聚合起來。
分類是把選定屬性分成類型並標出相鄰多邊形的廢棄邊界，相鄰多邊形原先具有不同數值，但是現在被歸成相同類型。Dissolve可以消除這些不必要的邊界，並生成一幅以分類結果為屬性值的新的較簡單圖層。Dissolve的另一個應用是將輸入圖層的空間和屬性數據聚合到一起。
Clip(剪取)工具是以剪取圖層的區域範圍將輸入圖層進行剪切，生成一幅只包含落在剪切圖層區域範圍內的輸入圖層要素（包含屬性）。
Append（拼接）工具把兩個或多個圖層拼接在一起，生成一個新圖層，具有相同的要素和屬性。
Select(選擇)工具生成一個含有用戶定義的查詢方式的要素的新圖層。
Eliminate(排除)工具通過移去滿足用戶定義查詢表達式的要素，生成一個新圖層。
Update(更新)工具用「剪切和粘貼」操作，以更新圖層及其要素來替換輸入地圖。
Erase(擦除)工具是從輸入圖層消除哪些落在擦除圖層區域範圍內的要素。
Split(分割)把輸入圖層分成兩個或兩個以上圖層。
其他，每章最後均有名詞解釋以及相應的練習題（原理理論回顧以及實際操作應用）。建議課後複習題、應用可以學習實操。