1980年代初，陳述彭院士強力呼吁GIS發展，號召大家跳出上世紀六十年代領先發展的計算機制圖。王之卓院士全力支持陳述彭院士的建議。這是GIS從機械化走向信息化的轉變，以圖形學為基礎的計算機制圖框架無法裝下技術進步帶來的以數據庫為核心的地理信息系統，計算機制圖融合成為GIS框架里面的一部分。1983年，中科院遙感所信息室自行研發的二灘水電站GIS系統亮相北京大學國際會議。越來越多的中國學者為GIS發展及國產化建設而努力著，在這個過程中，國際華人地理信息科學協會（CPGIS）做出了特殊貢獻。

1994年，我在渥太華GIS之父Tomlinson博士家請教他GIS三元素（地理編碼數據庫、空間分析和可視化）理論，得出以下結論，即GIS發展的意義：

1）以地圖數據庫支撐的地理信息空間分析方法論。GIS的發展，使得王勁峰、黎夏、趙作權以及黃波教授等中國學者在空間統計關系探測、時空地理加權回歸等方法的探索與復雜模型集成上取得可喜的進展。除此之外，GIS還促進了學科交叉與融合。例如武漢大學與美國芝加哥大學以及密執安大學2018年成立社會地理計算聯合中心，舉辦空間綜合人文學與社會科學論壇。

2）促進政府精細化管理。例如郭仁忠院士提出的城市操作系統、武漢大學朱欣焰教授團隊的武漢市交管“大腦”平臺、江西師大鄱陽湖湖濕地與流域研究教育部重點實驗室的“星-空-地”立體化鄱陽湖生態安全監控系統等。

3）為IT產業帶來新方向，促進新型服務業的發展。如陶闖教授的Wayz.ai、高德地圖、騰訊地圖WeMap等。

1991年在美國科羅拉多州Boulder舉行的第一屆GIS與環境模擬國際會議開始一場爭論：“究竟是將現有模型連接到GIS還是利用GIS提供的空間數據支持新的模型建模？”GIS專家多數贊成第一種觀點，但是遭遇水文地理學家等強烈的質疑，大多數地理學家持第二種觀點。增強GIS系統時間要素被提上日程。但是，GIS專家仍然致力于從數據庫出發的思路，直至大數據時代的實時應用系統與Google地圖等大型搜索引擎的出現。

諸多學者開始虛擬地理環境研究的初期探索。1993年我回香港工作后，和閭國年教授開展合作，1995年啟動潮波系統與海岸帶演變模擬研究項目，推動地學過程模型與GIS集成。1997年，龔建華教授加入團隊，開展虛擬香港郊野公園項目的研究，將地理學的地理環境與計算機科學的虛擬環境結合。除了地理學的自然地理過程模擬，進一步探討了虛擬地理環境在可持續發展中的意義，尤其是人類在虛擬地理環境的作用。

2001年，《虛擬地理環境》一書出版。通過討論“第二人生”等游戲軟件，早期探討了類似當前的“元宇宙”提出的虛擬社會現象和人類行為。同年，第一屆“虛擬現實與地理學”學術研討會在深圳召開。2003年，朱慶教授團隊異軍突起，以三維地理數據庫的扎實基礎，推動虛擬城市環境研究與實用化。奠定了后期開展實景三維、數字孿生的研究基礎。同年，郭仁忠教授的深圳市規劃局虛擬城市環境團隊與高俊院士指導下的游雄教授的虛擬戰場團隊成果面世。這兩個團隊實戰目標明確，加快了虛擬地理環境的工程化。

虛擬地理環境研究形成了地學過程模擬實驗和環境心理學實驗兩個主要學術方向。在地學過程模擬方面，我們面對的不再僅僅是可視化，而是通過虛擬環境調動人對于客觀世界的嗅覺、味覺、觸覺等各方面的感知。在環境心理學方面，通過虛擬場景的交互，已經有研究證實：內嗅皮層是海馬體與新皮層之間的主要媒介。內嗅皮層具有一系列重要腦部功能，與記憶、空間定位、時間感知等能力緊密相關。虛擬地理環境為眼動視覺認知研究實驗、江西省峽江水利工程應用、活化歷史等其他領域也提出了新課題。

虛擬地理環境有兩個基本法則：一是自然法則，通過時空參考系統，依據科學規律，實現虛實的聯動。二是社會法則，通過踐行適合社會發展的法律規范，提高生產與服務效率，提升社會文明水準，降低社會安全風險。