从系统角度看，在未来的几十年内，GIS将向着数据标准化（Interoperable GIS）、数据多维化（3D&4D GIS）、系统集成化（Component GIS）、系统智能化（Cyber GIS）、平台网络化（Web GIS）和应用社会化（数字地球DE）的方向发展。
Interoperable GIS 互操作地理信息系统（Interoperable GIS）是GIS系统集成平台，它实现在异构环境下多个地理信息的系统或其应用系统之间的互相通信和协作，以完成某一特定任务。
3D&4D GIS 三维（四维）地理信息系统（3D&4D GIS）目前研究重点集中在三维数据结构的设计，优化与实现，以及体视化技术的运用，三维系统的功能和模块设计等方面。
Com GIS 面向对象和构件技术的地理信息系统（Com GIS）是把GIS的功能模块划分为多个控件，每个控件完成不同的功能，通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终GIS应用。
Web GIS 基于WWW的地理信息系统（Web GIS）是利用Internet技术在Web上发布空间信息供用户浏览和使用。Web GIS系统可分为四部分：Web GIS信息代理，用以显示空间数据信息并支持Client端的在线处理；Web GIS信息代理，用以均衡网络负载，实现空间信息网络化；Web GIS服务器，用于满足浏览器的数据请求，完成后台空间数据库管理；Web GIS编辑器，提供导入空间数据库数据功能，形成完整的GIS对象，GIS模型和GIS数据结构的编辑和表现环境。Web GIS 是GIS走向社会化和大众化的有效途径，也是GIS发展的必由之路。
Cyber GIS 赛博空间（Cyberspace）是以计算机技术、现代通信、网络技术、虚拟现实技术的综合应用为基础，构造出一种人们进行社会交往和交流的新型空间。在赛博空间中以这种空间智能体做为构成模块的GIS系统就是Cyber GIS，它自动地接受用户以高级的语言描述的指令，利用它能感知并作用于赛博空间的"本领"，通过与其它空间智能体的交互，为用户找到赛博空间中所需信息。
Digital Earth 它是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化手段统一地处理地球问题和最大限度地利用信息资源。数字地球是GIS的延伸，建立数字地球的核心技术包括GIS与数字库、遥感、遥测、信息技术等。遥感、遥测技术用来完成数据采集、处理和识别，GIS和数据库技术用于完成数据存贮、检索、集成、融合、综合和分析，从而完成数字地球的核心功能，光缆、卫星通信技术以及计算机网络等技术则完成海量空章数据的传输任务。
