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(1) 数据模型。包括数据采集、数据转换算法， 提高数据质量和数据采集速度。数据存储、数据库管理模型， 包括面向对象空间数据库模型、时空一体化模型、 面向对象数据库管理模型、分布式数据库分割模型、 数据仓库模型、在线分析处理模型（OLAP）。
(2) 可视化模型。如三维动画设计。
(3) 专业领域应用模型。面向专业应用，进行地统计分析、空间模拟分析、时间过程模拟。
(4) 智能化模型。将知识表示、推理机构建、人工神经网络技术等与GIS结合，实现GIS智能化。