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应用模型与地理信息系统集成的关键技术主要有：
1.时变数据可视化分析
发展和提高GIS对时变（随时间变化）数据、 空间数据的分析和可视化的研究。 目前，对时变数据、空间数据的分析是GIS的薄弱环节。
2.开放和完善的GIS数据库和数据结构
由于GIS的独立发展以及商业化，它的内部数据结构复杂， 没有统一的标准，限制了它的应用和发展。 目前由ESRI公司推出的Geodatabase-地理数据库， 提供了一个很好的空间数据模型， 实现了在同一的模型框架下对地理空间要素 (如矢量、栅格、三维表面、网络、地址等)进行统一的描述。
3.数据的可传递性、转换性
专业模型与应用模型的数据交换如何实现， 这是集成的最关键一步。没有数据传递和转换， 就无从谈集成。应用模型如何获取地理信息系统提供的大量 完善的地理数据再将应用模型的计算结果传递给地理信息系统， 如何实现相互数据转换，如何实现高效的数据传递， 这是值得研究的问题，也是—个完善的集成系统所必需的。
4.发展面向对象(OOP)的专业应用模型
多年以来，应用模型已经独立发展得相对比较完善， 它们大多建立在结构化程序的基础上， 随着大型数据库和面向对象程序设计思想的应用， 应用模型与新的面向对象的编程思想衔接不够， 其发展受到了一定限制。因此，要发展完善的、 无缝的G1S与专业应用模型的集成系统， 将专业模型改造成面向对象程序结构，是一种必然的趋势。
5.发展组件化的GIS和组件化的应用模型
在已有的传统的GIS和应用模型的基础上， 发展组件化的GIS和组件化的应用模型是应用GIS的--种有效途径， 如ESRI的MapObject组件，MapInfo的MapX组件等。