三維數字模型與二維數字模型相似，都具有最基本的空間數據處理能力，如數據采集、數據操作、數據組織、數據分析和數據表示。與二維數字模型相比，三維數據模型更具優勢。三維數字模型的空間信息更加直接。從人類通過空間信息認識和改造世界開始，空間信息的主體就以圖形的形式存在。但是利用二維圖形界面呈現的空間信息比較抽象，必須要有壹定的專業才能使用。
與二維數字模型相比，三維數字模型為空間信息提供了豐富顯示空間，使人們能夠將抽象、困難的空間信息形象化、可視化，並結合自身的相關經驗進行理解，從而做出快速、準確的判斷。毫無疑問，三維數字模型在可視化方面具有很大的優勢。雖然三維數字模型的動態交互可視化功能也對計算機圖形技術和計算機硬件提出了特殊的要求，但壹些先進的具有觸摸功能的顯卡、工作站和投影設備相繼問世，不僅能完全滿足三維GIS的可視化要求，還能增添意想不到的視覺和體驗效果。
多維空間分析更強大。空間信息的分析過程往往是復雜的、動態的和抽象的。面對大量關系復雜的空間信息，二維數字模型的空間分析功能往往具有壹定的局限性，如淹沒分析、地質分析、日照分析、空間擴散分析、能見度分析等高級空間分析功能，二維數字模型無法實現。由於三維數據本身可以降維為二維，三維數字模型自然可以包含二維GIS的空間分析功能。三維數字模型強大的多維空間分析功能，不僅是數字模型空間分析功能的壹次飛躍，更大程度上充分體現了數字模型的特點和優勢。