Представьте, что вы посреди большого озера, и у вас в руках инструмент, измеряющий расстояние. Можно измерить расстояние со всех сторон до берега, нанести это на карту и у вас будет на бумажке изображение, форма озера, хотя вы не фотографировали ее со стороны.
Ровно то же самое делается с Галактикой. Мы можем вычилить достаточно точное расстояние до каждой звезды, каждого облачка газа и пыли в галактике и нанести ее на 3D карту, учитывая их направление. Так мы в 3D получим изображение нашей Галактики совершенно не выходя из нее. Более того, так мы сделали не только с нашей галактикой, но и с местным галактическим кластером, и другими кластерами, где таких галакик миллиарды. Погуглите "large scale structure" - это карта нашей Вселенной.
По аналогии. Ученые знают, какие вообще обычно бывают галактики, и, наблюдая за некоторыми прямыми и косвенными признаками, могут сделать вывод, на какой из наблюдаемых типов галактик похожа наша.