1. 관계형 데이터베이스의 검색
우선 가장 기본적인 세 가지 자료추출 연산자에 대해 알아본다. 자료추출 연산자는 여러 가지를 결합하여 복잡한 검색을 가능하게 하는 강력한 연산자이다. 이 세 가지 연산자는 공통적인 특징을 갖고 있다. 모든 연산자에는 입력이 필요하고 반드시 출력이 이루어지는데 입력과 출력이 모두 테이블이라는 특징을 보인다. 한가지 검색의 결과가 테이블이므로 다른 검색의 입력으로 사용될 수도 있고 원하는 한 얼마든지 복잡한 검색의 수행 역시 가능하다.
첫번째 검색 연산자는 행 선택(tuple selection) 연산자이다. 이 연산자는 테이블 및 추출할 행에 대한 조건이 입력되어야 한다. 선택 조건이란 행의 필드값에 대한 조건식이다. 테이블에는 이 조건을 만족하는 행과 그렇지 않은 행이 존재한다. 이러한 조건식을 사용하여 행 선택 연산을 수행하면 이 조건을 만족하는 테이블의 행이 선택된다. 여기서 행선택 연산자가 입력된 테이블과 스키마는 동일하지만 행의 개수만 적은 새로운 테이블을 생성한다는 사실을 알 수 있다.
두번째 검색 연산자는 필드 추출(field projection)연산자이다. 이 연산의 출력결과는 지정한 필드를 제외한 다른 필드는 모두 삭제된 테이블이다. 행선택 연산자가 행의 개수가 줄어드는 것과 달리 이 연산자의 결과는 필드의 개수가 줄어든다.
관계형 데이터베이스에서는 검색을 SQL(Structured Query Language) 언어를 사용하여 정의하는 것이 일반적이다. SQL을 이용하여 검색을 수행하면 데이터베이스에 자동으로 출력테이블을 저장하지 않는다. 출력 결과는 메모리에만 존재하는데, 이러한 것을 가상 테이블이라 한다. 검색결과는 테이블이기는 하지만 화면에 표시만 되고 저장은 되지 않는다. 사용자가 검색결과를 닫으면 그 결과는 사라진다. 단 SQL 검색문 자체는 남아있다. 사용자가 동일한 결과를 다시 보러면 다시 한번 검색을 실행해야 한다.
세번째 검색 연산자는 조인(join)연산자인데, 이 연산자는 입력을 위해 두 개의 테이블이 필요하다는 점에서 앞의 두 연산자와 차이를 보인다. 해당 연산의 결과로 생성되는 테이블은 두 개의 입력 테이블에 있는 모든 필드가 존재하게 된다. 따라서 필드의 개수가 증가하며 출력되는 행은 첫번째 테이블에 존재하는 행과 두번째 테이블에 존재하는 행을 연결한 것이 된다. 조인 연산자는 첫번째 테이블의 어떤 행이 두번째 테이블의 어떤 행과 연결되어야 하는지에 대한 조건 입력이 필요하다. 데이터베이스에서 필요한 정보를 가져올 때 한 가지 검색만으로 불충분한 경우가 존재하는데 이러한 연산자는 서로 결합해서 사용할 수 있다는 장점이 있다.
2. 기타 DBMS
관계형 데이터베이스는 1970년대 초 최초로 개발되었다. 관계형 데이터베이스는 많은 기관 및 기업에서 자신들의 정보관리를 위한 대규모 관리시스템 설치 및 유지보수에 사용되어 상업적인 성공을 거두었다. 관계형 데이터베이스는 개인이력 관리, 계좌관리, 증권관리 등 다양한 표준적인 관리 목적에 잘 활용될 수 있다. 이러한 응용들의 공통점은 한마디로 말하면 자료의 양은 방대한 반면에 자료의 형태는 단순하다는 것이다.
관계형 데이터베이스는 복잡한 형태의 자료를 저장하는 데에는 그리 좋지 않다. 특히 지리적 관점에서 공간자료를 효율적으로 처리하기 어렵다. 이는 아직 발전의 여지가 많이 남아있다는 의미이다.
DBMS 개발사들 역시 이러한 필요성을 오래 전부터 인식하여 관계형 데이터베이스 모델 이상의 새로운 데이터 모델에 대한 개발을 진행해 왔다. 그중 가장 일반적인 데이터모델은 객체지향형(object-oriented) 모델과 관계형 객체(object-relational) 모델이다.
DBMS 제작사는 여러 응용분야에서의 필요성을 고려하여 자사에서 개발한 DBMS에 여러 가지 부가 패키지를 개발하였다. 이에 따라 필요할 경우 시계열자료관리, 인터넷 지원, 공간자료, 멀티미디어, 재정 자료등의 확장 패키지를 구입할 수 있게 되었다. 자료의 양이 방대하고 자료형태가 독특한 GIS 응용에서도 완전히 DBMS의 기능을 지원할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
3. GIS와 DBMS의 결합
GIS와 DBMS 패키지는 각기 다른 목적과 다른 방향을 갖고 별도로 개발되어 왔다. 그러나 두 가지 모두 자료를 저장하고 사용자가 자료를 처리하여 유용한 결과를 생산하도록 지원한다는 점에서는 공통점이 있다.
DBMS는 관리목적의, 비공간, 테이블 형식, 주제별 속성자료를 안전한 방법으로 다중사용자를 GIS 응용에서 사용되는 자료 중 일부는 속성자료로서 처리하는 동시에 지원하도록 처리하는데 매우 유용하다. 이러한 경우에는 DBMS를 사용하는 것이 타당하다. GIS 패키지 만으로 테이블 자료의 저장은 가능하나 대부분 테이블을 적절히 처리할 수 있는 검색언어가 부족하다.
GIS 기술의 강점은 지리적 공간을 내부적으로 이해하고 있다는 점이며, 그에 관련된 자료저장, 공간자료분석, 지도제작과 같은 모든 기능을 지원한다는 점이다. 그러나 대다수의 GIS는 다중 사용자 환경을 안정적으로 지원하지 못한다.
미래의 대규모의 GIS 응용에서는 DBMS를 사용하여 자료를 저장하고 GIS는 공간 기능만을 제공하는 형태가 될 것으로 예상한다. 이러한 형태에서는 DBMS는 모든 사용자에게 중앙 집중적인 자료 저장소 역할만을 수행할 것이고 각 사용자는 DBMS에서 자료를 추출하여 자신의 GIS를 실행하게 할 것이다. 소규모 GIS 응용에서는 이와 반대로 DBMS가 굳이 필요하지 않고 단독형 GIS 패키지를 사용할 것이다.