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虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是一种最有效地 模拟人在自然环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术。 这种技术具有三个最基本的特征，即沉浸（Immereion)、 交互（Interaction)、构想（Imagination)。
GIS与虚拟环境技术相结合，将虚拟环境带入GIS将使 G1S具有更加丰富和逼真的表现力。GIS用户在计算机上 能处理三维客观世界的虚拟环境，能更有效地管理和分析空间实体数据。
在许多地学研究领域中，人们所要研究的对象是充满整个 3D空间的，如大气污染、洋流、地质模型等，必须用一个 （X,Y,Z）的3D坐标来描述。随着计算机技术和GK在许多领域 诸如地质勘测、海洋捕捞、城市地下管网、城市空间规划、 城市景观分析、无线通信覆盖范围分析等对三维GIS的需求 日益迫切，三维GIS的理论和应用近年来受到许多学者的关注。
记录历史数据有时候是非常重要的，在GIS中也要经常查询历史， 最明显的例子就是宗地，一块宗地可能经过许多次的买卖或变化。 在土地纠纷中，人们需要详细的历史记录作为法律依据。 GIS在环境应用中，也经常需要用到多时态的信息对环境进行综合评价， 所以研究GIS的时态问题则成为当今该领域的一个重要方向。
从信息系统尤其是GIS的角度出发，时间可以看成是一条 没有端点、向过去和将来无限延伸的轴线，是现实世界的第四维。 时间和空间不可分割地联系在一起，跟踪和分析空间信息随 时间的变化，是GIS的一个重要研究内容。描述时间信息的 GIS称为时态GIS（Temporal GIS）。
多媒体技术（Multi-Media）是一种集声、像、图、 文等为一体，并以最直观的方式表达和感知信息， 以形象化的、可触摸（触屏）的甚至声控对话的人机界面 操纵信息处理的技术。应用多媒体技术将使GIS的表现形式 更丰富，更灵活，更友好。多媒体地理信息系统（MGIS） 将文字、图形（图像）、声音、色彩、动画等技术融为一体， 为社会经济、文化教育、旅游、商业、决策管理和规划等提供生动、 直观、高效的信息服务。MGIS为GIS的应用开拓了新的领域和广阔的前景。