地理信息系统（GIS）的一个主要优势在于能够对GIS数据进行空间运算以派生新的信息。这些工具构成了所有空间建模和地理处理的基础。在三种主要的GIS数据类型——栅格，矢量及不规则三角网中，栅格数据结构为空间分析提供了最强的建模环境及空间运算。ESRI ArcGIS Spatial Analyst扩展模块为ArcGIS增加了全面广泛的基于单元的GIS运算。