Jednak aby moc korzystać z tych nowych możliwości konieczne było przeniesienie kartograficznej informacji analogowej (z map papierowych) do postaci cyfrowej. Jak ogromnego nakładu pracy wymagało to przedsięwzięcie może świadczyć fakt, że dopiero w 1995 roku Wielka Brytania, jako pierwszy kraj, uporała się z zamianą do postaci cyfrowej 230 tysięcy map wielkoskalowych (w skalach od 1:1250 do 1:10000) pokrywających cały obszar kraju.
Przenoszenie dyskretnych obiektów analogowych do postaci cyfrowej odbywa się za pomocą techniki zwanej digitalizacją. Przez wiele lat do tego celu używane były urządzenia zewnętrzne zwane digityzerami. Składały się one z deski na której rozkładano mapę i urządzenia podobnego do myszy komputerowej wyposażonej dodatkowo w celownik, który można było dokładnie umieścić nad dowolnym punktem mapy. W desce znajdowała się gęsta druciana siatka, która umożliwiała określenie pozycji celownika na desce i przesłanie jej współrzędnych do komputera. Wszystkie wektorowe elementy mapy: punkty, linie i wieloboki były punkt po punkcie wczytywane do komputera. Wzrost jakości obrazu monitorów komputerowych i pojawienie się skanerów umożliwiło przeniesienie całej procedury na ekran komputera.
Na początku lat 80tych XX wieku gwałtowny rozwój technologii informatycznej zapoczątkował trwały spadek cen systemów komputerowych nadających się do pracy z oprogramowaniem GIS. Powiększyło to znacznie krąg potencjalnych użytkowników, między innymi o naukowców, a w rezultacie liczbę i jakość oferowanych systemów GIS. W okresie tym w ośrodkach naukowych i akademickich często tworzono własne aplikacje realizujące różne zadania związane z analizą danych przestrzennych. Pojawienie się ogólnodostępnej informacji satelitarnej dzięki umieszczeniu na orbicie w 1972 roku satelity LANDSAT 1, dało początek rosnącej z roku na rok ilości informacji pozyskiwanej metodami teledetekcyjnymi [patrz podroż. 3.3.3 i ramka 3.8], W roku 1986 ukazał się podręcznik akademicki (Burrough 1986) przedstawiający podstawy GIS jako zwartą całość, a w rok później ukazał się pierwszy numer czasopisma naukowego poświęconego GIS International Journal of Geographical Information Systems, noszący obecnie nazwę International Journal of Geographical Information Science. W tym samym czasie za sprawą programu Maplnfo systemy GIS wkroczyły na poziom komputerów osobistych. Rozwój nauki związanej z tą technologią oraz jej dostępność sprawiły, że zaczęła ona być postrzegana jako narzędzie pracy naukowej w różnych dziedzinach.
Jakkolwiek idea warstwowego modelu powierzchni Ziemi pozostała niezmieniona, to wiele początkowych koncepcji uległo znacznym modyfikacjom i rozbudowie. Bazy danych stały się nieodłącznym i istotnym elementem systemów GIS. Wykorzystywanie ogólnie stosowanych relacyjnych baz danych (np. Microsoft Access, Oracl, SQL/Server, dB2)