Чтобы побить полигон на вертексы-точки, можно скачать и установить следующий скрипт:
http://arcscripts.esri.com/details.asp?dbid=12799
Судя по описанию, он универсальный, т.е. конвертирует точки-линии-полигоны в любом направлении, но я тестировал только полигон-в-точки - работает.
Чтобы присвоить точкам значения для интерполяции, создаём поле соответствующего типа в атрибутивной таблице, и заполняем. Чтобы упростить себе работу, можно создать это поле для исходного полигона, тут же присвоить значение, и уже потом разбивать на точки - каждая точка автоматически сохранит атрибуты полигона.
В итоге эти точки можно будет слить воедино с выборкой, по которой собираетесь впоследствии интерполировать (Tools - GeoProcessingWizard... - Merge layers together), но для этого также нужно, чтобы оба слоя были в одинаковой проекции и наверно они должны иметь одинаковую структуру атр. таблиц (по крайней мере, это требовалось раньше в аркинфе). Пробуйте.
Насчет Geostatistical Analyst я не совсем понял вопрос - что означит "не конвертируя в векторы или растры"? Я с GA сам не работал - в каком формате вы получаете результат?