Geografski informacijski sustav (GIS) je program koji koristi kombinaciju kartografskih informacija i baza podataka za prikaz, uređivanje i analizu podataka koji su povezani s geografskim lokacijama. ArcGIS® softver, koji proizvodi Environmental Systems Research Institute (ESRI), jedan je od češćih paketa GIS računalnih aplikacija. Uključuje alate za stvaranje i uređivanje karata, stvaranje baza geografskih podataka, pohranu i analizu podataka te izradu izvješća ili grafikona rezultata. Dostupno je nekoliko proširenja glavnog programa, koja mogu obavljati naprednije funkcije. Softver ArcGIS® koriste profesionalci u mnogim područjima, uključujući znanosti o okolišu, biologiju, inženjerstvo, arheologiju, planiranje gradova i geodetske mjere.
Funkcija ArcGIS®-a, koja je vjerojatno najočitija onima koji nisu upoznati s GIS programima, je stvaranje i uređivanje karata. U ovom softveru karte su podijeljene u dijelove koji se nazivaju slojevi, a ovisno o namjeni karte, jedan može sadržavati samo nekoliko — ili mnogo — različitih slojeva. Oni su posebno korisni za analizu jer je često potrebno izvesti jednu vrstu analize na jednom skupu podataka, a drugu vrstu na drugom skupu, a slojevi to olakšavaju. Također se mogu uključiti ili isključiti kako biste kontrolirali koliko se prikazuje u radnom prostoru.
Za provedbu GIS analize potrebno je razumjeti različite vrste podataka koje koristi ArcGIS® softver. Podaci mogu biti u vektorskom ili rasterskom obliku. Vektorski podaci su diskretni, što znači da je skup točaka koji se općenito koriste za podatke, kao što su lokacije kuća. Rasterski podaci su kontinuirana površina i koriste se za praćenje informacija kao što su gustoća naseljenosti ili prosječna količina oborina. Podaci moraju biti u ispravnom obliku kako bi se koristila većina ArcGIS® alata.
I vektorske i rasterske slike mogu imati dodatne atribute koji su im pridruženi u tablicama baze podataka. Mnoge vrste GIS analize oslanjaju se na ove podatke, koji mogu uključivati detalje kao što su oborine, tip tla, raznolikost vrsta, udaljenost do druge točke i mnoge druge atribute. Za korištenje primjera oborine, korisnik ArcGIS® softvera mogao bi koristiti algebru karata za pretvaranje svih mjerenja iz inča u milimetre, ili za interpolaciju vektorskih podataka na rastersku površinu, kako bi procijenio količinu oborina na drugim točkama. Također bi mogao koristiti statističku analizu za usporedbu oborina u različitim područjima. Postoje brojne druge vrste analiza koje se mogu izvesti pomoću ArcGIS® softvera, ovisno o dostupnim podacima i željenim rezultatima.
Osim svih alata dostupnih u osnovnim ArcGIS® softverskim paketima, dostupno je nekoliko proširenja za obavljanje drugih vrsta analiza. Prostorna i geostatistička proširenja pružaju naprednije opcije analize podataka, dok 3D proširenje pruža osnovne ArcGIS® funkcije u tri dimenzije. Drugi su specijalizirani za istraživanje podataka, analizu mreža i kompatibilnost s GIS-om s programima za crtanje pomoću računala (CAD). ArcGIS® softver pruža mnoge načine za analizu geografskih informacija i ima brojne različite aplikacije.