GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段，目前随着高分辨卫星遥感数据的飞快增加和数字地球、数码城市建设的发展需要面向对象的数据模型和图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库三库一体化的数据结构。这样的库结构使GIS更加趋向自然逼真，更加贴近用户。空间数据库以面向应用的GIS软件为前台，以大型关系数据库为后台数据库管理，成为当前GIS发展的主流趋势。国家级和省级跨多个投影带的大型空间影像数据（TB级）无缝跨带连接的问题也已经解决。
空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态***和实时三维可视化
在传统的GIS中，空间数据是以二维形式存贮并挂接相应的属性数据。目前空间数据的表达趋势是基于金字塔和LOD（Level of Detail）技术的多比例尺空间数据库，用不同尺度表示时可自动显示相应比例尺或相应分辨率的数据，多比例尺数据集的跨度要比传统地图比例尺大，在显示不同比例尺数据时采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存贮三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化检测中已有较好的应用，真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的实时3D可视化技术发展势头很猛，己能在PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等，基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外，可以同时拥有一个Cyber空间。
空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识
GIS是以应用为导向的空间信息技术，空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用，它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最为困难的任务。随着各种类型数据库的建立，从数据库中挖掘知识咸成为当今计算机界一个十分引人注目的课题，因为从GIS空间数据库中发现的知识可以有效地支持遥感图像解释，以解决“同物异谱和同谱异物”的问题。反过来，从属性数据库中挖掘的知识又可以优化资源配置等一系列空间分析的功能。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段，但随着数据库体的飞速增大和数据挖掘工具的深入研究，其应用前景是不可估量的。
通过WEB服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究与地学信息服务事业
随着计算机通讯网络（包括有线与无线网）的大容量和高速度化，GIS已成为网络上的分布式导构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库，将提供全社会各行各业的应用需要。因此联邦数据库和互操作问题成为当前国际GIS联合攻关研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享。GIS规律功能模块的互操作与共享，以及多点之间的相同工作。这方面的研究己有明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳所选用数据和软件功能模块的使用费，不必购买送个数据库和整套的GIS硬软件，这些成果产生的直接效果是：0IS应用将走向地学信息服务。
目前已兴起的基于位置的服务（LBS）和移动定位服务（MLS），突出地反映了送种变化趋势。它引起的革命性变化是GIS将走出研究院所和政府机关，成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户，若每人每月为MIS支付10元费用，全国一年产值将达到240亿。可以预测在不久将来，地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行服务。
有望在本世纪形成较完整的地理信息科学理论框架体系
《空间信息系统的集咸与实现》一书曾扼要叙述了地球空间信息学的7个理论问题，即：1、地球空间信息的基准，包括几何基准、物理基准和时间基准；2、地球空间信息标准，包括空间数据采集、存贮与交换标准，空间数据精度与质量标准，空间信息的分类与代码标准，空间信息的安全、保密、技术服务标准以及源数据标准等；3、地球空间信息的时空变化理论，包括对时空变化发现的方法、时空变化特征和时空变化规律的研究；4、地球空间信息的认知，主要通过各目标要素的位置、结构形态和相互关联的信息从静态上的形态分析、成因分析、动态过程分析、演化上的力学分析以及时态上的演化分析达到对地球空间的客观认知；5、地球空间信息的不确定性，包括：类型的不确定性、空间位置的不确定性、空间关系的不确定性、逻辑的不一致性和信息的不完备性；6、地球空间信息的解译与反演，包括定性解译和定量反演，贯穿在信息获取、信息处理和认知过程之中；7、地球空间信息的表达与可视化涉及空间数据库多分辨率表示、数字地图自动综合、图形可视化、动态仿真和虚拟现实等。目前，这些方面的研究成果尚不足以建立完备的理论，今后需要加强对这方面的基础研究。
总之，遥感与GIS在20世纪出现，在21世纪不仅将形成自身的理论体系和技术体系，而且将形成天地一体化的空间信息服务产业，为国民经济建设、国家安全、社会可持续发展和提高人民生活质量做出愈来愈大的贡献。
(资料来源：《中国测绘报》)