GIS软件的发展已经历了三个阶段，形成三代软件，在一定程度上满足了各个时期对空间数据管理的需求。传统的GIS软件的特点可简要归纳为：以系统为中心、以地图为基础、二维处理、静态管理、尺度割裂和数据集中。随着IT技术和网络技术的发展，使得一些大型应用系统工作方式发生了改变，其中处理的海量空间数据也从原来的集中、独占走向分布、共享；任何通过标准的分布式计算平台，对海量空间数据库进行高效、可靠的管理和使用成为当前地理信息系统技术面临的重大课题。长期以来，我国的重要大型空间信息建设工程几乎完全依赖国外软件，在国际形势复杂多变的今天，这种局面再也不能继续下去了，必须把尽快研发和发展第四代GIS软件。第四代GIS软件将实现由面向地图处理向面向客观空间实体及其时空关系处理的转变；实现由二维处理向多维处理的转变；实现由以系统为中心向以数据为中心，实现空间数据与服务共享的转变；实现由管理型向分析决策型的转变。第四代GIS软件是国家空间信息基础设施建设的重要软件支撑，是连接地理空间信息源建设和信息资源开发应用的桥梁，直接关系到国家的信息安全和国防安全。 本研究在开展面向服务的体系架构、面向空间实体的数据组织、元数据管理、时空数据管理等关键技术研究工作的基础上，建立起良好的技术支撑体系，设计开发了第四代GIS平台；在此基础上还构建了空间数据中心管理工具和GIS应用搭建平台，为基于大型GIS的空间数据管理和专业应用提供了有力工具。设计开发完成的第四代GIS平台具备以下特点：①基于面向服务的设计思想，采用了分布式跨平台的多层、多级体系结构；②具有面向地理实体的空间数据模型，可以很好地描述任意几何复杂度的空间特征和非空间特征；③实现了矢量、栅格、影像、三维四位一体的海量数据存储，具备了TB级空间数据处理能力：④具有版本管理和冲突检测机制的长事务处理机制，具备了时空数据和元数据管理功能；⑤支持真三维建模与可视化，能进行三维海量数据的有效存储和管理，三维专业模型的快速建立，三维数据的综合可视化和融合分析：⑥提供基于SOAP和XML，的空间信息应用服务，遵循OpenGIS规范，支持WMS、WFS、WCS、GML3。支持互联网和无线互联网，支持各种智能移动终端。⑦开发了基于网络拓扑数据模型的工作流管理与控制引擎；⑧提供了插件式、配置式和搭建式多种二次开发方式，本平台的研发成功将为大型行业应用系统的快速构建和稳定、可靠运行提供了强有力的技术支持。论文对GIS发展趋势也进行了展望，指出进一步提升空间决策分析能力、支持空间信息的网格计算是GIs将来的重要发展方向。