《遙感與地理信息科學》：
　　第二種觀點認為，地理信息科學是面向地理空間數(shù)據(jù)處理的信息科學分支，從信息科學概念出發(fā)，地理信息科學定義為地理信息的收集、加工、存儲、傳輸和利用的科學。
　　第三種觀點認為，地理信息是人類對地理空間的認知，地理信息科學是人們直接或間接地（借助計算機等）認識地理空間后形成的知識體系。在應用計算機技術對地理信息進行處理、存儲、提取，以及管理和分析的過程中逐步完善形成了地理信息科學技術體系。
　　綜上，地理信息科學是研究在應用計算機技術對地理空間信息進行收集、處理、存儲、提取，以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題，包括基礎理論、技術和應用的完整體系。地理信息機理研究是地理信息科學的重要理論基礎。正確認識地理信息科學的學科性質和地位，有利于從地理學學科建設和產(chǎn)、學、研互動的高度把握我國地理信息科學的發(fā)展。
　　2.地理信息科學基本理論體系
　　地理信息科學大致包括六大理論問題（崔鐵軍等，2010；李德仁，2003）。
　　1）地理空間認知理論
　　空間認知是指人們對物理空間或心理空間三維物體的大小、形狀、方位和距離的信息加工過程。它研究人們怎樣認識自己賴以生存的環(huán)境，包括其中的諸事物、現(xiàn)象的相關位置、空間分布、依存關系，以及它們的變化和規(guī)律。簡言之，空間認知就是研究空間信息的處理過程，它主要包括對地理實體及其空間關系的理解和表示。地理空間認知作為認知科學與地理科學的交叉學科，從認知過程的角度對地理空間認知研究進行綜述，包括地理知覺、地理表象、地理概念化、地理知識的心理表征和地理空間推理。
　　空間認知理論是地理信息可視化的重要理論基礎。地理空間認知分為地理空間感知、表象、記憶和思維4個過程。感知過程是指刺激物作用于人的感覺器官產(chǎn)生對地理空間的感覺和知覺的過程；表象過程是通過回憶、聯(lián)想使在知覺基礎上產(chǎn)生的映象再現(xiàn)出來；記憶過程對輸入的信息進行編碼、存儲和提��；思維過程提供關于現(xiàn)實世界客觀事物的本質特性和空間關系的知識，實現(xiàn)“從現(xiàn)象到本質”的轉化。在所有感官器官中，眼睛是接收輸入刺激的主要感覺器官，因此視覺是人空間認知的主要形式。
　　2）地理信息時空理論和基準
　　地球是一個時空變化的巨大系統(tǒng)，其特征之一是在時間及空間尺度上演變和變化的不同現(xiàn)象。地理信息時空理論一方面從地理信息機理入手，揭示地理信息的時空變化特征和規(guī)律，并加以形式化描述，形成規(guī)范化的理論基礎。應用時空理論使地球傳統(tǒng)的靜態(tài)描述轉化為對過程的多維動態(tài)描述和監(jiān)測分析；通過不同時間尺度和空間尺度的組合，解決不同尺度下地理信息的銜接、共享、融合和變化檢測等問題。
　　地理學是研究地球表層空間分布規(guī)律的科學。地理學的空間是一個定義在地球表層空間實體集上的關系總和。地球上空間實體之間有無數(shù)種關系，定義一種關系就自然定義了一種空間，幾何關系是所有這些關系中的基礎關系，物理距離是這些關系中的一種度量關系，空間位置、拓撲關系和幾何關系聯(lián)系在一起的，是地理信息中重要的空間關系。空間關系描述與推理是地理信息系統(tǒng)、語言學、認知科學和人工智能等學科的重要理論問題之一，在空間查詢、空間分析、空間推理、空間數(shù)據(jù)理解、遙感影像解譯、基于關系的匹配等過程中起著重要作用，也是智能化地理信息系統(tǒng)的理論基礎。
　　3）地理信息表達與可視化理論
　　地理信息的表達方式包括語言、文字、地圖和錄像多媒體等多種形式。計算機技術的引入，更加豐富了地理信息的表達內(nèi)容。在現(xiàn)有的地理認知和地理概念計算模型研究背景下，探討多維、動態(tài)的空間數(shù)據(jù)表達模型，用非結構化表示點、線、面幾何形狀，用地理信息的屬性表表示關系，還可以用時間描述自然現(xiàn)象和社會發(fā)展的時序變化。由于地理信息表達的抽樣性、概括性和多態(tài)性等特征，同種信息采用不同的表達方式，雖然滿足了不同應用的實際需要，但也給信息共享帶來了極大困難。因此，近幾年來科學工作者試圖用本體論研究地理信息本原。通過對地理客觀存在的概念和關系的描述，揭示基于自然語言的空間關系認知表達與形式化空間關系的映射機制。
　　地理信息可視化為人們提供一種空間認知的工具。地圖是地理信息可視化的主要視覺樣式。為了更好地揭示地理信息的本質和規(guī)律，便于人類認識并改造世界，需借助一些規(guī)則，直觀、形象、系統(tǒng)的符號或視覺化形式來表達和傳輸?shù)乩硇畔�。這些符號或形式不僅易于人類辨別、記憶、分析，并能被計算機所識別、存儲、轉換和輸出。傳統(tǒng)的表達方式有圖形與圖像類，如地形圖、專題地圖和遙感圖等；文字數(shù)據(jù)類，如原始的測繪數(shù)據(jù)、文字報表等，為了滿足可視化需求，設計和發(fā)展了相應的符號系統(tǒng)和運算規(guī)則。計算機技術出現(xiàn)后，地理空間數(shù)據(jù)可視化借助計算機圖形學和圖像處理等技術，用幾何圖形、色彩、紋理、透明度、對比度等技術手段，以圖形圖像信息的形式，直觀、形象地表達出來，并進行交互處理。
　　4）空間尺度理論地理信息可視化載體必須具有空間尺度。空間尺度理論是空間認知、地理信息表達和可視化理論的產(chǎn)物。人類信息獲取實際上是以一種有序的方式對思維對象進行各種層次的抽象，以便使自己既看清細節(jié)，又不被枝節(jié)問題擾亂了主干。因為“超過一定的詳細程度，一個人能看到的越多，他對所看到的東西能描述的就越少”。尺度影響著地理信息可視化的表達內(nèi)容，分析結果并最終影響人類的認知。不同尺度的變化不僅表現(xiàn)為尺度的縮放，而且?guī)�來了空間結構的重新組合。隨著比例尺變小，圖形符號和圖形間距離也成比例縮小，當比例尺縮小到一定程度后，屏幕圖形將擁擠難辨�？臻g尺度理論對地理信息的獲取、數(shù)據(jù)組織、表達和分析有著重要影響。