空间数据是GIS的重要组成部分，整个GIS都是围绕空间数据展开的。原始数据往往存在数据结构、数据组织等方面与用户自己的信息系统不一致，因而需要进行转换和处理，如投影变换，不同数据格式之间的相互转换。
一、投影变换
投影变换（Projection Transformation），就是从一种地图投影变换为另一种地图投影的理论和方法。各种地图的数学基础（即所采用的地图投影）往往并不相同，当运用一种地图作为资料来编制以另一种投影为数学基础新地图时，就会出现投影变换的问题。（投影变换是两平面间的点的变换，也就是（x,y）→（X,Y）,即建立两者之间的函数关系，并通过这种关系进行转换）
1.投影变换基础
由于球面上任一点的位置是用地理坐标（纬度φ、精度λ）表示，而平面上的点的位置是用直角坐标（纵坐标x、横坐标y）或极坐标（动径ρ，动径角δ）表示，所以想要将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平角直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。
2.定义投影
坐标系统的定义是在不改变当前数据集中特征XY值的情况下，对该数据集指定坐标系统信息。（1.在ArcToolBox中定义投影。2.在ArcToolBox中改变定义投影。3.在数据框中定义或改变投影）
3.投影变换
1.打开ArcToolBox，展开"Data Management Tools"下的"Projections and Transformations"选项，选择命令"定义投影（DefineProjection）"
2.在投影对话框中，依次设定输入要素类为、输出要素类和输出坐标系。
3.单击确定按钮完成变换。
4.数据变换
对矢量数据的相应操作在ArcMap中编辑工具条中实现。而栅格数据的相应操作则集中在ArcToolBox的Data Management Tools工具集中。
1.File(翻转)；2.Mirror（镜像）；3.Rescale(重设比例尺)；4.Rotate（旋转）；5.Shift（偏移）；6.Warp（扭曲/翘曲）
二、数据结构和格式转化
1.空间数据的来源有很多，如地图、工程图、规划图、照片、航空、和遥感影像等，因此空间数据也有很多格式。根据需要进行转换。转换是数据结构之间的转换，而数据结构之间的转换又包括同一数据结构不同组织形式间的转换和不同数据结构间的转换。其中不同数据间的转换主要包括矢量到栅格数据的转换和栅格到矢量数据的转换。利用数据转换工具，可以转换Raster、CAD、Coverage、Shapefile和GeoDatabase等多种GIS数据格式。
2.地理信息系统的空间数据结构主要有矢量结构和栅格结构。栅格结构是简单直观的空间数据结构，又叫做网格结构（raster或gridcell）或像元结构（pixel），是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个像元或像素，由行、列号定义，并包含一个代码，表示该像素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
3.①栅格数据向矢量数据的转换。 ②矢量数据向栅格数据的转换。
4.数据格式之间的转换：对于ArcGIS来说，数据格式转换可分为两种，一种是其他数据格式的数据到ArcGIS使用数据的转换，另一种是ArcGIS使用格式到其他数据的转换。
5.（Conversion Tools工具）①CAD数据的转换。②ASCII文件的转换。③E00文件的转换。④输出到CAD数据转换。⑤KML数据的转换。⑥栅格数据向ASCCII文件的转换。