GIS 和空间数据库是相互依存、协同工作的。
分层架构: 在现代 GIS 架构中，空间数据库通常是底层的数据层，负责数据的持久化和基本空间操作。之上是服务层（如 GeoServer、ArcGIS Server），提供 OGC 标准服务（WMS, WFS）或 RESTful API，供 GIS 应用层（桌面 GIS 软件、Web GIS 客户端、移动 GIS App）调用。
性能瓶颈: 空间数据库的性能（如查询速度、并发处理能力）直接影响整个 GIS 系统的响应速度和用户体验。GIS 应用的复杂性和数据量越大，对空间数据库的要求就越高。
简而言之，空间数据库是 GIS 的“地基”和“仓库”，而 GIS 则是“建筑”和“展示厅”，它将地基上的“材料”构建成有用的“房间”，并展示给用户。两者共同构成了强大的地理信息解决方案。
坐标系统在空间数据库中的作用
在空间数据库中，坐标系统 (Coordinate System) 扮演着极其核心的角色，它是定义和理解地理空间数据位置的基础。没有明确的坐标系统，空间数据就失去了其地理上下文和精确性，无法进行准确的测量、分析和叠加。它回答了“地球上的一个点如何用数字表示”的问题。
1. 坐标系统的类型
坐标系统通常分为两大类：地理坐标系统和投影坐标系统。
地理坐标系统 (Geographic Coordinate System - GCS):
基于球面： 使用三维球面坐标（经度、纬度、高程）来定义地 特殊数据库 球表面上的位置。
单位： 通常以度 (Degrees) 为单位。
基准面 (Datum): GCS 依赖于一个地球椭球体 (Ellipsoid) 和一个大地基准面。基准面定义了椭球体与地球表面的拟合方式，以及原点和方向。不同的基准面（如 WGS84, CGCS2000, Xian80）对地球的形状和原点有不同的定义，因此即使经纬度数值相同，在不同基准面下表示的实际位置也可能不同。
例如: WGS 84 (World Geodetic System 1984) 是 GPS 和许多 Web 地图应用广泛使用的全球 GCS。
投影坐标系统 (Projected Coordinate System - PCS):
基于平面： 将三维地球表面的地理坐标通过数学投影转换到二维平面上。
单位： 通常以米 (Meters) 或英尺 (Feet) 为单位。
投影方式 (Projection Method): 不同的投影方式会保留或扭曲地理属性（如面积、形状、距离、方向），没有一种投影可以同时保持所有属性不失真。常见的投影包括：
墨卡托投影 (Mercator): 保持角度和形状，适用于导航，但高纬度地区面积严重失真。
等面积投影 (Equal-Area): 保持面积比例，适用于国土管理、资源评估。
等距离投影 (Equidistant): 保持特定方向的距离，适用于距离量算。
例如: UTM (Universal Transverse Mercator) 投影、高斯-克吕格投影等。
2. 坐标系统在空间数据库中的作用
坐标系统是空间数据库管理和分析地理数据的核心。
数据存储的规范: 空间数据库（如 PostGIS、SQL Server Spatial）要求每个空间几何对象都关联一个 SRID (Spatial Reference System Identifier)。SRID 是一个整数代码，唯一标识该几何所属的坐标系统。例如，WGS 84 经纬度通常对应 SRID 4326，而 Web Mercator 投影（Google Maps 使用）对应 SRID 3857。
确保数据一致性: 在同一个空间数据库中，可以存储不同坐标系统下的数据，但进行空间操作（如叠加分析、距离量算）时，通常要求参与操作的所有几何对象处于同一个坐标系统下。空间数据库通常提供坐标转换函数（如 PostGIS 的 ST_Transform()），可以将数据从一个 SRID 转换为另一个 SRID。
精确的空间量算: 距离、面积、周长等空间量算必须在正确的坐标系统下进行。在地理坐标系下计算的距离通常是球面距离，而在投影坐标系下计算的是平面距离。空间数据库的函数会根据所用的 SRID 进行相应的计算。
例如，在 PostGIS 中，ST_Distance(geom1, geom2) 计算的是平面距离，而 ST_Distance(geog1, geog2) （当数据类型为 geography 时）计算的是球面距离。