GIS已经发展成为一种产业。与其它工业产品一样，GIS产品也必须有质量管理和质量控制，使未来的GIS在向用户提供产品的同时，附带提供该产品的质量指标。在GIS图形中，质量信息的封装存储是质量分析、研究和表达的基础，只有将质量信息与图形的各种信息有机结合在一起，才能对图形质量做进一步的分析、表达。本文从独立封装、实时查询分析入手，探讨了GIS环境下面向地理特征的图形信息封装、查询分析方法，使位置信息与属性信息，定位信息与定位精度信息，信息存储与信息可视化有机结合在了一起。 随着GIS的普及与应用，GIS的可视化问题日益突出，现有的方法已不能满足要求，需要从可视化的理论基础、理论模型等方面进行改进，才能使可视化技术得以根本提高。可视化涉及多学科，多门类的知识。拓扑关系(空间、时间拓扑)是制约可视化的关键技术之一，设计一个适合于GIS可视化要求的空间、时间拓扑模型关系到GIS可视化的更进一步发展。为此，本文设计了基于空间坐标的N4I空间拓扑模型，并给出了模型矩阵构建算法。同时，为了促进时空GIS(TGIS)的发展，提出了时间拓扑模型—时段拓扑模型的设想，并进行了模型的构建，模型矩阵特征的证明等，在最后还将模型应用到了TGIS系统分析中。