GIS處理的是在地球三維空間上連續分布的空間數據，然而，目前絕大多數的GIS采用二維或2.5維來表示現實三維現象，通常將三維分量Z值當做一個屬性值，如DEM數據，這對于許多地學分析是非常不便的，甚至難以進行。例如，地質構造研究中的斷層處.在一固定位置會有 不同的高程值，因而不能用二維或2.5維表示，而真三維數據結構能真正表示這種地質結構。近年來，計算機技術特別是計算機圖形學的發展，使得顯示和描述三維實體的幾何持征和屬性特征成為可能，因此真三維數據結構的研究，真三維GIS的應用成為GIS發展的一個熱點。主要研究方向包括：
（1）三維數據結構的研究，包括數據的有效存儲、數據狀態的表示和數據的可視化；
（2）三維數據的生成和管理；
（3）地理數據的三維顯示，包括三維數據的空間操作和分析，表面處理，柵格圖像、全息圖像顯示、層次處理等。
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地理信息除具有空間特性外，還具有明顯的時序特征，即動態變化特征。在許多應用領域中，如環境監測、地震救援、天氣預報等。空間對象是隨時間變化的，描述和研究空間付象的時序持征在問題求解過程中起著 十分重要的作用。由于受器件的限制和一些技術原因，傳統的地理信B系統只考慮地物的空間特性，忽略了其時間特性。近幾年提出的空間--實時數據模型也僅能處理空間二維和時間一維，不能完全表示和分析不斷變化的三維世界，因而需要開發時空四維GIS。實現時空復合操作，將空間分析問題進一步拓展為時空分祈范疇，已成為新一代GIS的重要研究課題，時空GIS主要研究時空模型，時空數據的表示、存儲、操作、杏詢和時空分析。日前較常用的做法是在現有數據模型基礎上擴充，如在關系模型的元組中加入時間，在對象模型中引入時間屬性。在這種擴充的基礎上如何解決從表示到分析的一系列問題仍有 待進一步的研究。另外，人們也在研究一種存儲和表示四維 目標的四維數據模型，Cheng Tao等運用面向對象技術開發出 一種面向對象空間-實時模型用于處理四維GIS數據。
來源：開源地理空間基金會中文分會
來源鏈接：https://www.osgeo.cn/post/14bea
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