在传统的G1S中，空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前，空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD(LevelOfDetail)技术的多比例尺空间数据库，在不同尺度表示时可自动显示出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的比例尺大，在显示不同比例尺数据时，可采用LOD或地图综合技术。
三维可视化技术已经远远超过了传统符号化及视觉变量表示法的水平，进入了在动态、时空变换、多维的可交互的地图条件下的探索视觉效果和提高视觉工具功能的阶段。运用虚拟现实技术进行地形环境仿真，真实再现地物场景，用于交互式观察和分析，提高对地形环境的认识，把抽象数据可视化。
传统的G1S都是二维的，仅能处理和管理二维图形和属性数据。有些软件也異有二点五维DEM地形分析功能，随着技术的发展，三维建模和三维G1S迅速发展，而且具有很大的市场吸引力。当前的三维G1S主要有以下几种：
（1）DEM地形数据和地面正射影像纹理叠加在一起，形成三维的虚拟地形景观模型。有些系统可能还能够将矢量图形数据叠加进去，这种系统除了具有较强的可视化功能以外，通常还具有DEM的分析功能，如坡度分析、坡向分析、可视域分析等。
（2）在虚拟地形景观模型之上，将地面建筑物竖起来，形成城市三维G1S，但它还是属于二点五维表面模型。
（3）真三维G1S，它不仅表达三维物体（地面和地面建筑物的表面），也表达物体的内部，如矿山、地下水等。前面所述的第1种和第2种三维G1S，目前技术比较成熟；但是当前许多这样的三维GIS龟待于发展；只有采用了空间数据库的主流技术，包括应用服务器屮M件技术，能够建立大区域，如一个特人城市的三维空间数据库，包括分布式数据库，并与传统二维G1S紧密结合，才可以起到真正的作用。
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