ساختار سيستم مبتنى بر کامپيوتر بيشتر سلسله مراتبى است و سيستم اطلاعات جغرافيائى (GIS) يک ساختار سلسله مراتبى مى‌باشد که از سيستم‌هاى فرعى متعددى در سطوح مختلف ساخته شده و هر سيستم فرعى داراى عملکرد معينى است. مجموعه عملکردهاى لازم برحسب نوع GIS متفاوت مى‌باشد. نمونه‌هائى از يک سيستم فرعى عبارتند از: عملکرد داده‌هاى ورودى و دستگاه‌ها، عملکرد تحليل داده‌ها و عملکرد مديريت داده‌ها.


نمايش داده‌هاى جغرافيائى و تجسم فضائى را مى‌توان به‌عنوان يک سيستم فرعى GIS در نظر گرفت (لازم به ذکر مى‌باشد در مواردى نمايش داده‌ها مانند تهيه و توليد نقشه، عملکرد اصل سيستم مى‌باشد).


ما مى‌دانيم که کارتوگرافي، هنر، علم و تکنولوژى تهيه نقشه است (International Cartographic Association (ICA، انجمن بين‌المللى کارتوگرافى - براى اطلاع بيشتر رک - به اشاره نشريه شماره ۵ سپهر) و به‌منظور هماهنگى با پيشرفت‌هاى علمى و فنى روز، گروه کار انجمن بين‌المللى کارتوگرافى تعريف زير را توصيه نموده است.


”کارتوگرافى سازماندهى نمايش، ارتباط و بهره‌بردارى اطلاعات زمين است“ که براساس تعريف کارتوگرافى و تعريف يک سيستم مبنائى کامپيوتري، تعريف سيستم اطلاعات کارتوگرافى (Cartographic Information System - CIS) مشخص مى‌گردد.


يک سيستم اطلاعات کارتوگرافى (CIS) يک سيستم مبنائى کامپيوترى است که هدف از آن توليد نقشه، نقشه‌هائى چاپي، نقشه‌هاى ترسيمى و يا نقشه‌هائى است که در صفحه نمايش ديده مى‌شوند. يک سيستم CIS مى‌تواند يک سيستم انحصارى باشد و در نتيجه کليه مشخصه‌هاى يک GIS را دارا است و نيز مى‌تواند به‌صورت سيستم فرعى از يک GIS باشد و از خدمات مشترک مديريت داده‌ها، ورودى داده‌ها و غيره با ساير سيستم‌هاى فرعى GIS مورد بحث بهره ببرد.


يک CIS به‌عنوان يک سيستم به تنهائى مانند يک سيستم پردازش‌گر خطى به‌صورت سيستم توليد نقشه عمل مى‌نمايد.


يک CIS مى‌تواند شامل عملکردهاى هوشمند از قبيل ارائه فعاليت اتوماتيک، افزودن نام، و اطلاعات توپونمى به نقشه، انتخاب علائم نقشه‌ها و يا طراحى رنگ باشد.


يک CIS به‌عنوان يک سيستم فرعى مى‌تواند يک مجموعه محدودى از عملکردهاى نمايش نظير ديدن نقشه بر روى صفحه نمايش در يک سيستم ناوبرى باشد. بنابر تعريفى که پرفسور تيلور (Taylor-۱۹۹۱) رئيس ICA ارائه نموده است؛ ”کليه GISها داراى يک مؤلفه کارتوگرافى هستند (Modern Cartography-Volume two Visualization in Modern Cartography) که در اينجا اين مؤلفه کارتوگرافى يک CIS ناميده مى‌شود.


يک CIS به داده‌ها نقشه‌اى رقومى نياز دارد. لايه‌هاى اطلاعاتى انحصاراً مى‌تواند از آن CIS باشد و يا به‌عنوان اطلاعات پايه GIS در نظر گرفت.


داده‌هاى نقشه‌اى رقومى در لايه‌هاى مختلف يا در يک پايگاه داده‌اى نقشه ذخيره مى‌شوند. پايگاه داده‌اى معمولاً به‌عنوان جمع‌آورى وسيع و سازمان يافته‌اى از اطلاعات تعريف مى‌گردد که از طريق نرم‌افزار در دسترس قرار مى‌گيرد و بخش مکملى از عملکرد سيستم است.


نرم‌افزارى که به مديريت داده‌ها در پايگاه داده‌اى مى‌پردازد يک سيستم مديريت پايگاه داده‌اى ناميده مى‌شود.


مفهوم يک CIS همان‌طور که در اين مبحث بيان شد تجسم داده‌هاى جغرافيائى را مشخص مى‌کند (تجسم به معناى ”تجسم کردن چيزى را مانند يک تصوير در فکر خود ساختن“ است (Hornby -۱۹۸۵).


مدل کارتوگرافي، فرآيند تهيه نقشه را بيان مى‌دارد. در يک فرآيند سنتى ارتباط کارتوگرافي، نقش عمده و اساسى را تهيه‌کننده نقشه (کارتوگراف) و استفاده‌کنندگان به‌عهده‌ دارند، از اين‌رو بين توليد و بهره‌بردارى نقشه يک فاصلهٔ زمانى وجود دارد لذا انگيزه و هدف تهيه‌کننده واقعيت نقشه با نياز استفاده‌کنندگان نقشه يکسان و برابر نمى‌باشد. در مدل سنتي، ساخت نقشه يک وظيفه تخصصى و حرفه‌اى است و استفاده‌کنندگان با آشنائى به نقشه‌خواني، زبان نقشه را مى‌فهمند و پيام نقشه همواره به طريقى که منظور و هدف سازندهٔ نقشه است فهميده نمى‌شود. وقتى نقشه به طريقه اتوماتيک تهيه مى‌شود، تأثيراتى نيز روى فرآيند ارتباطى مى‌گذارد. توليد مدرن نقشه، محيط تجسم مدل سنتى را دستخوش تغييراتى نموده است. Mac Eachren و Gender در سال ۱۹۹۰ تجسم اطلاعات جغرافيائى را به‌عنوان اساس کاربرد نقشه با کمک کامپيوتر مى‌دانند مى‌گويند ”در فرآيند ارتباط سنتي، پيام معلوم است و تنها بهتر ارائه کردن نقشه دنبال مى‌شود اما در مدل‌هائى که مبناى تجسمى داد پيام نامعلوم است. استفاده‌کننده يک تحليل‌گر است و سيستم با تجسم اطلاعات جغرافيائى به درک وى کمک مى‌کند۱.


(۱) Kirsi Artimo the Bridge between Cartographic and Geographic Information Systems Modern Cartography - Volume Two - Chapter 4


عوامل عمده و اصلى تغيير و تحول در پيام‌رسانى و ايجاد ارتباط کارتوگرافي، خصيصه‌هائى هستند که در CIS توسعه يافته‌اند. از جمله فرآيند توليد ديجيتالي، تکنولوژى پايگاه داده‌اى و تکنولوژى مبتنى بر دانش و آگاهي.


محيط توسط ديجيتالي، فرآيند توليد نقشه را به‌طور منطقى سرعت بخشيده است. بين توليد نقشه و کاربرد نقشه فاصلهٔ زمانى کمترى باقى مى‌ماند. رسام‌هاى الکترواستاتيک يا رنگي، امکان خطا در چاپ را از بين برده است. فرآيند ديجيتالى امکانى را فراهم مى‌سازد تا علاوه بر توليد انبوه، نقشه‌هاى جداگانه‌اى براساس تقاضاى استفاده‌کنندگان و يا برحسب نياز متقاضى تهيه گردد. توليدات اين رسام‌هاى رنگى با کيفيت بالا را مى‌توان در بسيارى موارد (برنامه‌ريزى و تحقيقات) جايگزين انواع نقشه‌هاى چاپى نمود که با هزينه‌هاى زيادى توليد مى‌شوند. به‌دليل تکنيک‌هاى جديد، کاربرد GPS و سنجش از دور، جمع‌آورى اطلاعات نقشه‌اى سريع انجام مى‌گيرد و همچنين طراحى نقشه به کمک کامپيوتر و سيستم الکترونيکي، تهيه و تکثير به‌هنگام و پردازش داده‌ها در توليد نهائى نقشه سريع‌تر صورت مى‌پذيرد.


محتواى داده‌اى نقشه، علائم گذارى نقشه، طراحى نقشه و انتخاب رنگ‌ها را مى‌توان در صفحه نمايش آزمايش نمود و تفکيک نهائى رنگ را مى‌توان به‌صورت ديجيتالى انجام داد و بر روى فيلم ثبت نمود که در هر مرحله زمان و فعاليت کمترى صرف مى‌شود.