如今，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣闊，但是隨著GIS應(yīng)用深度和廣度的不斷擴(kuò)展，一些新的需求也在不斷涌現(xiàn)。

　　首先，“數(shù)字地球”、“數(shù)字國(guó)家”、“數(shù)字區(qū)域（省市）”的應(yīng)用要求十分迫切。

　　隨著人類獲取空間數(shù)據(jù)的手段與技術(shù)的不斷發(fā)展，一度曾經(jīng)制約GIS應(yīng)用發(fā)展的瓶頸將會(huì)大幅度地緩解。

　　所謂“數(shù)字**”，實(shí)際上就是將一定范圍內(nèi)的多尺度（比例尺）、多類型（矢量數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等）地理空間數(shù)據(jù)加以組織，形成基本框架，在此基礎(chǔ)上集成各類應(yīng)用數(shù)據(jù)和應(yīng)用技術(shù)（如MIS、ITS、OA等等），構(gòu)建可以互通的應(yīng)用系統(tǒng)，形成以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)、包括各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的巨系統(tǒng)。

　　這類系統(tǒng)首先在美國(guó)發(fā)端（例如洛杉磯地區(qū)湖濱縣集成了電子政務(wù)的城市綜合管理系統(tǒng)），在我國(guó)也正方興未艾，相當(dāng)一部分城市正在開(kāi)展“數(shù)字城市”的建設(shè)，構(gòu)建“數(shù)字中國(guó)”的策略與可行性也在研究之中，城市應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)建設(shè)也在全面展開(kāi)。

　　除了橫向的區(qū)域級(jí)應(yīng)用，縱向的“數(shù)字行業(yè)”建設(shè)也在全面展開(kāi)。以空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的、從中央到地方、從企業(yè)總部到各級(jí)分支機(jī)構(gòu)，各級(jí)業(yè)務(wù)部門的集成業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)需要構(gòu)建GIS與業(yè)務(wù)應(yīng)用集成的系統(tǒng)平臺(tái)。

　　例如，“數(shù)字國(guó)土”將集成各級(jí)國(guó)土管理、礦產(chǎn)管理系統(tǒng)、“數(shù)字石油”將全面管理各級(jí)油田、輸油管線、“數(shù)字林業(yè)”將全面管理各級(jí)林務(wù)部門和林場(chǎng)，等等。使管理更加全面，決策更加科學(xué)。

　　未來(lái)幾年，直接面向公眾的GIS應(yīng)用將大范圍展開(kāi)。與衛(wèi)星定位相結(jié)合的導(dǎo)航、搜救、物流配送將形成巨大的產(chǎn)業(yè)，從營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布設(shè)、交通路線的規(guī)劃，乃至父母對(duì)兒童管控，凡此種種無(wú)一能夠離開(kāi)GIS的支持。

　　嵌入式GIS將在人們周圍頻繁出現(xiàn)，成為像手表、移動(dòng)電話（或直接嵌入GIS）一樣不可或缺的日常必需品，它與無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合，將極大地方便人們的生活。

　　至于軍事方面，從龐大的作戰(zhàn)單位到單兵，任何精確打擊武器，都伴隨著GIS的身影。

　　應(yīng)用的擴(kuò)展、理論研究的深入、技術(shù)的發(fā)展以及一批IT大鱷（如微軟、甲骨文等）重視并進(jìn)入空間信息領(lǐng)域?qū)⒓铀貵IS軟件的升級(jí)換代。Google Earth的出現(xiàn)已經(jīng)開(kāi)始動(dòng)搖傳統(tǒng)GIS的觀念。新一代地理信息系統(tǒng)軟件將在未來(lái)5-10年內(nèi)出現(xiàn)。第四代GIS軟件將呈現(xiàn)出一系列重大的概念與技術(shù)變革：

　　空間數(shù)據(jù)的概念模型、組織模型與存儲(chǔ)模型將發(fā)生重大革命，時(shí)空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型將替代單一時(shí)相的靜態(tài)空間數(shù)據(jù)模型，場(chǎng)模型的完善將不可避免地沖擊目前空間數(shù)據(jù)離散模型的表示與組織方式，空間數(shù)據(jù)解析模型表示與組織將成為某些情況下的重要手段并繼續(xù)發(fā)展，并引發(fā)空間數(shù)據(jù)計(jì)算模型的變化；以地圖處理為基礎(chǔ)的模式將讓位于直接面向空間實(shí)體及其關(guān)系的處理模式，從而使地理信息系統(tǒng)軟件進(jìn)入“后Tomlinson時(shí)代”。

　　空間數(shù)據(jù)協(xié)同計(jì)算技術(shù)將成熟并進(jìn)入實(shí)用，以“數(shù)據(jù)資源共享、計(jì)算資源共享、動(dòng)態(tài)性、負(fù)載平衡、容錯(cuò)”為特色的空間數(shù)據(jù)協(xié)同計(jì)算將成為構(gòu)建GIS應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，具備上述主要特點(diǎn)的網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)將成為GIS軟件的主流。行業(yè)級(jí)、區(qū)域級(jí)需要GIS集群的空間信息應(yīng)用系統(tǒng)將在其支持下變得十分普遍。

　　因特網(wǎng)的出現(xiàn)使“計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來(lái)”在技術(shù)上變成可能，網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)也將在技術(shù)上支持“GIS聯(lián)合起來(lái)”。

　　時(shí)空復(fù)合數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言技術(shù)將進(jìn)入實(shí)用，成為空間數(shù)據(jù)庫(kù)的基本配置。這類語(yǔ)言不僅可以支持時(shí)空數(shù)據(jù)模型、實(shí)現(xiàn)時(shí)間與空間兩個(gè)方向及其復(fù)合計(jì)算，而且可以支持分布式環(huán)境下的并發(fā)計(jì)算，在空間數(shù)據(jù)計(jì)算組織、時(shí)空復(fù)合查詢和分布式計(jì)算任務(wù)分配乃至空間數(shù)據(jù)一致性、完整性維護(hù)等方面具有強(qiáng)大的描述能力，較之目前的空間數(shù)據(jù)庫(kù)查詢語(yǔ)言應(yīng)用覆蓋面更加寬廣。用戶可以用它方便地組織空間數(shù)據(jù)（包括屬性數(shù)據(jù)）的應(yīng)用計(jì)算任務(wù)，擺脫面向過(guò)程的空間數(shù)據(jù)計(jì)算模式，真正實(shí)現(xiàn)面向問(wèn)題的計(jì)算。

　　此外，新一代地理信息系統(tǒng)軟件在與其它軟件的集成能力、空間表現(xiàn)能力和三維處理能力等方面也會(huì)有更大的發(fā)展與突破。

　　我國(guó)的地理信息系統(tǒng)軟件水平在過(guò)去10年間得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)得到了明顯的發(fā)展。但是，我們必須正視并接受面臨的挑戰(zhàn)，加快腳步，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，爭(zhēng)取跨越式的發(fā)展，攀登地理信息系統(tǒng)技術(shù)的世界高峰。