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

　　首先，“數字地球”、“數字國家”、“數字區域（省市）”的應用要求十分迫切。

　　隨著人類獲取空間數據的手段與技術的不斷發展，一度曾經制約GIS應用發展的瓶頸將會大幅度地緩解。

　　所謂“數字**”，實際上就是將一定范圍內的多尺度（比例尺）、多類型（矢量數據、影像數據等）地理空間數據加以組織，形成基本框架，在此基礎上集成各類應用數據和應用技術（如MIS、ITS、OA等等），構建可以互通的應用系統，形成以地理空間數據為基礎、包括各個領域應用系統的巨系統。

　　這類系統首先在美國發端（例如洛杉磯地區湖濱縣集成了電子政務的城市綜合管理系統），在我國也正方興未艾，相當一部分城市正在開展“數字城市”的建設，構建“數字中國”的策略與可行性也在研究之中，城市應急聯動系統建設也在全面展開。

　　除了橫向的區域級應用，縱向的“數字行業”建設也在全面展開。以空間數據為基礎的、從中央到地方、從企業總部到各級分支機構，各級業務部門的集成業務系統建設需要構建GIS與業務應用集成的系統平臺。

　　例如，“數字國土”將集成各級國土管理、礦產管理系統、“數字石油”將全面管理各級油田、輸油管線、“數字林業”將全面管理各級林務部門和林場，等等。使管理更加全面，決策更加科學。

　　未來幾年，直接面向公眾的GIS應用將大范圍展開。與衛星定位相結合的導航、搜救、物流配送將形成巨大的產業，從營業網點的布設、交通路線的規劃，乃至父母對兒童管控，凡此種種無一能夠離開GIS的支持。

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

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

　　應用的擴展、理論研究的深入、技術的發展以及一批IT大鱷（如微軟、甲骨文等）重視并進入空間信息領域將加速GIS軟件的升級換代。Google Earth的出現已經開始動搖傳統GIS的觀念。新一代地理信息系統軟件將在未來5-10年內出現。第四代GIS軟件將呈現出一系列重大的概念與技術變革：

　　空間數據的概念模型、組織模型與存儲模型將發生重大革命，時空數據數據模型將替代單一時相的靜態空間數據模型，場模型的完善將不可避免地沖擊目前空間數據離散模型的表示與組織方式，空間數據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發展，并引發空間數據計算模型的變化；以地圖處理為基礎的模式將讓位于直接面向空間實體及其關系的處理模式，從而使地理信息系統軟件進入“后Tomlinson時代”。

　　空間數據協同計算技術將成熟并進入實用，以“數據資源共享、計算資源共享、動態性、負載平衡、容錯”為特色的空間數據協同計算將成為構建GIS應用系統的技術基礎，具備上述主要特點的網格地理信息系統將成為GIS軟件的主流。行業級、區域級需要GIS集群的空間信息應用系統將在其支持下變得十分普遍。

　　因特網的出現使“計算機聯合起來”在技術上變成可能，網格地理信息系統也將在技術上支持“GIS聯合起來”。

　　時空復合數據庫查詢語言技術將進入實用，成為空間數據庫的基本配置。這類語言不僅可以支持時空數據模型、實現時間與空間兩個方向及其復合計算，而且可以支持分布式環境下的并發計算，在空間數據計算組織、時空復合查詢和分布式計算任務分配乃至空間數據一致性、完整性維護等方面具有強大的描述能力，較之目前的空間數據庫查詢語言應用覆蓋面更加寬廣。用戶可以用它方便地組織空間數據（包括屬性數據）的應用計算任務，擺脫面向過程的空間數據計算模式，真正實現面向問題的計算。

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

　　我國的地理信息系統軟件水平在過去10年間得到了長足的進步，產業得到了明顯的發展。但是，我們必須正視并接受面臨的挑戰，加快腳步，實現技術創新，爭取跨越式的發展，攀登地理信息系統技術的世界高峰。