Có thể hiểu một cách đơn giản GIS đô thị là một hệ thống được vận hành dựa trên một cơ sở dữ liệu chứa đầy đủ thông tin ở các cấp chức năng đô thị. Bộ cơ sở dữ liệu này cần được thường xuyên cần “nuôi” bằng cách cung cấp thêm dữ liệu cập nhật mới và cần được tổ chức một cách hợp lý để có thể truy vấn tìm kiếm những thông tin theo yêu cầu người dùng cũng như có thể khai thác, phân tích nâng cao nhằm đưa ra những sản phẩm, thông tin tổng hợp hỗ trợ quá trình ra quyết định.

Hình 1: Các chức năng chính của hệ thống GIS đô thị

Chức năng chính của hệ thống GIS đô thị theo chuỗi các thao tác, bao gồm:

• Thu thập và nhập dữ liệu vào hệ thống GIS đô thị;
• Lưu trữ và quản lý CSDL GIS đô thị;
• Truy vấn, tìm kiếm thông tin đô thị theo yêu cầu người dùng;
• Hiển thị thông tin đô thị (như kết quả của phép truy vấn hoặc xử lý...) dưới dạng bản đồ, đồ thị hoặc bảng dữ liệu;
• Xử lý và phân tích dữ liệu không gian và thuộc tính nhằm đưa ra những sản phẩm kết quả, thông tin tổng hợp phục vụ lập báo cáo và hỗ trợ quá trình ra quyết định;
• Biên tập và xuất bản kết quả khai thác CSDL GIS đô thị dưới dạng báo cáo, bản đồ theo các quy định hiện hành của ngành xây dựng.

Đặc điểm nổi trội của GIS đô thị:

Về cơ bản, GIS đô thị dựa trên một cơ sở dữ liệu (CSDL) có cấu trúc, có khả năng thể hiện điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, cơ sở hạ tầng, tình hình phát triển kinh tế xã hội của một đô thị hoặc một vùng lãnh thổ trên khía cạnh địa lý và theo thời gian. Nếu so sánh với các phương pháp quản lý bản đồ trên máy tính như CAD thì GIS có ưu điểm hơn là luôn quản lý tọa độ thực của các đối tượng không gian (ví dụ như các công trình hạ tầng đô thị) và hơn nữa, còn quản lý đồng thời thông tin vị trí và thông tin thuộc tính đi kèm của đối tượng. Điều này cho phép kết hợp dữ liệu, bao gồm kết hợp dữ liệu các đối tượng trên cùng một lớp bản đồ và kết hợp các đối tượng trên nhiều lớp bản đồ theo yêu cầu phối hợp đa ngành trong quản lý đô thị. Nếu so sánh với các hệ thống thông tin đô thị thì GIS quản lý thêm thông tin địa lý. Như vậy, GIS có ưu điểm nổi trội là đưa thêm giá trị gia tăng khi xử lý và phân tích thông tin không gian.

Về tổng thể, đặc điểm nổi trội của GIS đô thị là khả năng thao tác trên cơ sở dữ liệu không gian kết hợp với tra cứu, phân tích (thống kê và không gian) và sau đó hiển thị trực quan dưới dạng bản đồ, đồ thị và bảng dữ liệu. Với cách thức quản lý tích hợp dữ liệu không gian (bản đồ) đồng thời với các thuộc tính đi kèm (dữ liệu phi không gian) cùng với những công cụ liên kết dữ liệu, phân tích kết hợp, chồng xếp dữ liệu, GIS cho phép các nhà hoạch định chính sách phân tích đánh giá hiện trạng, dự báo tương lai, đề xuất các định hướng phát triển và các nhà quy hoạch kết hợp hiệu quả các vấn đề phát triển kinh tế - xã hội và vấn đề môi trường trong quy hoạch phát triển bền vững. Hơn nữa, khi CSDL GIS toàn diện được tạo lập thì việc khai thác phục vụ quản lý quy hoạch, lựa chọn các ưu tiên phát triển và cải thiện môi trường… sẽ được dễ dàng, thuận lợi hơn dựa trên đặc tính tổng thể và tính kế thừa của GIS. GIS cũng hỗ trợ phổ biến thông tin đến người dân một cách thuận lợi và như vậy, sẽ góp phần nâng cao tính minh bạch và tăng cường sự tham gia của cộng đồng trong quá trình lập quy hoạch phát triển và giám sát thực hiện.

Những khó khăn trong việc áp dụng GIS đô thị tại Việt Nam:

Hiện tại, đã có nhiều ứng dụng GIS trong quy hoạch và quản lý đô thị tại Việt Nam. Tuy nhiên, các ứng dụng GIS chủ yếu mới chỉ dừng ở mức thí điểm nên vẫn còn khá nhiều vấn đề cần bàn. Đặc biệt trong phát triển đô thị, việc áp dụng GIS gặp một số khó khăn như: đội ngũ chuyên gia có kinh nghiệm sử dụng hiệu quả GIS còn thiếu; trang thiết bị có hạ tầng mạng; hệ thống lưu trữ dữ liệu các phần mềm GIS chưa đầy đủ; ngân hàng dữ liệu GIS chuyên ngành xây dựng và phát triển đô thị; liên kết đa ngành và quốc gia mới ở giai đoạn đầu…

Về mặt thông tin, số liệu tổng thể, đa ngành về các đô thị trên cả nước có các mức độ chi tiết khác nhau: (1) dữ liệu cấp toàn đô thị; (2) dữ liệu cấp phường / xã; và (3) dữ liệu chi tiết khu vực đô thị và các khu vực có vấn đề môi trường nghiêm trọng. Hệ thống thông tin dữ liệu quản lý theo từng đô thị yêu cầu chi tiết đến từng lô đất và có mối quan hệ thống nhất với ngành tài nguyên môi trường và những mục tiêu quản lý xây dựng, phát triển đô thị trên địa bàn đô thị. Đây là những thách thức lớn đối với việc xây dựng hệ thống GIS đô thị quốc gia một cách thống nhất, đặc biệt trong bối cảnh vẫn chưa hình thành một cấu trúc thống nhất cho các dữ liệu chuyên ngành trong hệ thống GIS về đô thị và phát triển đô thị ở Việt Nam. Hệ thống GIS về đô thị hiện đang sử dụng dữ liệu từ rất nhiều ngành. Để tránh những phức tạp trong trao đổi thông tin, nâng cao hiệu quả phục vụ của GIS về đô thị cần phải xây dựng một cấu trúc cơ sở dữ liệu GIS quốc gia về đô thị và quy hoạch đô thị phổ biến cho các cơ quan chuyên ngành cũng như quản lý đô thị cùng áp dụng