《遙感與地理信息科學(xué)》：
　　第二種觀點(diǎn)認(rèn)為，地理信息科學(xué)是面向地理空間數(shù)據(jù)處理的信息科學(xué)分支，從信息科學(xué)概念出發(fā)，地理信息科學(xué)定義為地理信息的收集、加工、存儲(chǔ)、傳輸和利用的科學(xué)。
　　第三種觀點(diǎn)認(rèn)為，地理信息是人類(lèi)對(duì)地理空間的認(rèn)知，地理信息科學(xué)是人們直接或間接地（借助計(jì)算機(jī)等）認(rèn)識(shí)地理空間后形成的知識(shí)體系。在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)地理信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、提取，以及管理和分析的過(guò)程中逐步完善形成了地理信息科學(xué)技術(shù)體系。
　　綜上，地理信息科學(xué)是研究在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)地理空間信息進(jìn)行收集、處理、存儲(chǔ)、提取，以及管理和分析過(guò)程中提出的一系列基本問(wèn)題，包括基礎(chǔ)理論、技術(shù)和應(yīng)用的完整體系。地理信息機(jī)理研究是地理信息科學(xué)的重要理論基礎(chǔ)。正確認(rèn)識(shí)地理信息科學(xué)的學(xué)科性質(zhì)和地位，有利于從地理學(xué)學(xué)科建設(shè)和產(chǎn)、學(xué)、研互動(dòng)的高度把握我國(guó)地理信息科學(xué)的發(fā)展。
　　2.地理信息科學(xué)基本理論體系
　　地理信息科學(xué)大致包括六大理論問(wèn)題（崔鐵軍等，2010；李德仁，2003）。
　　1）地理空間認(rèn)知理論
　　空間認(rèn)知是指人們對(duì)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(guò)程。它研究人們?cè)鯓诱J(rèn)識(shí)自己賴(lài)以生存的環(huán)境，包括其中的諸事物、現(xiàn)象的相關(guān)位置、空間分布、依存關(guān)系，以及它們的變化和規(guī)律。簡(jiǎn)言之，空間認(rèn)知就是研究空間信息的處理過(guò)程，它主要包括對(duì)地理實(shí)體及其空間關(guān)系的理解和表示。地理空間認(rèn)知作為認(rèn)知科學(xué)與地理科學(xué)的交叉學(xué)科，從認(rèn)知過(guò)程的角度對(duì)地理空間認(rèn)知研究進(jìn)行綜述，包括地理知覺(jué)、地理表象、地理概念化、地理知識(shí)的心理表征和地理空間推理。
　　空間認(rèn)知理論是地理信息可視化的重要理論基礎(chǔ)。地理空間認(rèn)知分為地理空間感知、表象、記憶和思維4個(gè)過(guò)程。感知過(guò)程是指刺激物作用于人的感覺(jué)器官產(chǎn)生對(duì)地理空間的感覺(jué)和知覺(jué)的過(guò)程；表象過(guò)程是通過(guò)回憶、聯(lián)想使在知覺(jué)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的映象再現(xiàn)出來(lái)；記憶過(guò)程對(duì)輸入的信息進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)和提�。凰季S過(guò)程提供關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的本質(zhì)特性和空間關(guān)系的知識(shí)，實(shí)現(xiàn)“從現(xiàn)象到本質(zhì)”的轉(zhuǎn)化。在所有感官器官中，眼睛是接收輸入刺激的主要感覺(jué)器官，因此視覺(jué)是人空間認(rèn)知的主要形式。
　　2）地理信息時(shí)空理論和基準(zhǔn)
　　地球是一個(gè)時(shí)空變化的巨大系統(tǒng)，其特征之一是在時(shí)間及空間尺度上演變和變化的不同現(xiàn)象。地理信息時(shí)空理論一方面從地理信息機(jī)理入手，揭示地理信息的時(shí)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(chǔ)。應(yīng)用時(shí)空理論使地球傳統(tǒng)的靜態(tài)描述轉(zhuǎn)化為對(duì)過(guò)程的多維動(dòng)態(tài)描述和監(jiān)測(cè)分析；通過(guò)不同時(shí)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(cè)等問(wèn)題。
　　地理學(xué)是研究地球表層空間分布規(guī)律的科學(xué)。地理學(xué)的空間是一個(gè)定義在地球表層空間實(shí)體集上的關(guān)系總和。地球上空間實(shí)體之間有無(wú)數(shù)種關(guān)系，定義一種關(guān)系就自然定義了一種空間，幾何關(guān)系是所有這些關(guān)系中的基礎(chǔ)關(guān)系，物理距離是這些關(guān)系中的一種度量關(guān)系，空間位置、拓?fù)潢P(guān)系和幾何關(guān)系聯(lián)系在一起的，是地理信息中重要的空間關(guān)系。空間關(guān)系描述與推理是地理信息系統(tǒng)、語(yǔ)言學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和人工智能等學(xué)科的重要理論問(wèn)題之一，在空間查詢(xún)、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(guān)系的匹配等過(guò)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(chǔ)。
　　3）地理信息表達(dá)與可視化理論
　　地理信息的表達(dá)方式包括語(yǔ)言、文字、地圖和錄像多媒體等多種形式。計(jì)算機(jī)技術(shù)的引入，更加豐富了地理信息的表達(dá)內(nèi)容。在現(xiàn)有的地理認(rèn)知和地理概念計(jì)算模型研究背景下，探討多維、動(dòng)態(tài)的空間數(shù)據(jù)表達(dá)模型，用非結(jié)構(gòu)化表示點(diǎn)、線(xiàn)、面幾何形狀，用地理信息的屬性表表示關(guān)系，還可以用時(shí)間描述自然現(xiàn)象和社會(huì)發(fā)展的時(shí)序變化。由于地理信息表達(dá)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(dá)方式，雖然滿(mǎn)足了不同應(yīng)用的實(shí)際需要，但也給信息共享帶來(lái)了極大困難。因此，近幾年來(lái)科學(xué)工作者試圖用本體論研究地理信息本原。通過(guò)對(duì)地理客觀存在的概念和關(guān)系的描述，揭示基于自然語(yǔ)言的空間關(guān)系認(rèn)知表達(dá)與形式化空間關(guān)系的映射機(jī)制。
　　地理信息可視化為人們提供一種空間認(rèn)知的工具。地圖是地理信息可視化的主要視覺(jué)樣式。為了更好地揭示地理信息的本質(zhì)和規(guī)律，便于人類(lèi)認(rèn)識(shí)并改造世界，需借助一些規(guī)則，直觀、形象、系統(tǒng)的符號(hào)或視覺(jué)化形式來(lái)表達(dá)和傳輸?shù)乩硇畔�。這些符號(hào)或形式不僅易于人類(lèi)辨別、記憶、分析，并能被計(jì)算機(jī)所識(shí)別、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換和輸出。傳統(tǒng)的表達(dá)方式有圖形與圖像類(lèi)，如地形圖、專(zhuān)題地圖和遙感圖等；文字?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)，如原始的測(cè)繪數(shù)據(jù)、文字報(bào)表等，為了滿(mǎn)足可視化需求，設(shè)計(jì)和發(fā)展了相應(yīng)的符號(hào)系統(tǒng)和運(yùn)算規(guī)則。計(jì)算機(jī)技術(shù)出現(xiàn)后，地理空間數(shù)據(jù)可視化借助計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理等技術(shù)，用幾何圖形、色彩、紋理、透明度、對(duì)比度等技術(shù)手段，以圖形圖像信息的形式，直觀、形象地表達(dá)出來(lái)，并進(jìn)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�？臻g尺度理論是空間認(rèn)知、地理信息表達(dá)和可視化理論的產(chǎn)物。人類(lèi)信息獲取實(shí)際上是以一種有序的方式對(duì)思維對(duì)象進(jìn)行各種層次的抽象，以便使自己既看清細(xì)節(jié)，又不被枝節(jié)問(wèn)題擾亂了主干。因?yàn)椤俺�過(guò)一定的詳細(xì)程度，一個(gè)人能看到的越多，他對(duì)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(dá)內(nèi)容，分析結(jié)果并最終影響人類(lèi)的認(rèn)知。不同尺度的變化不僅表現(xiàn)為尺度的縮放，而且?guī)��?lái)了空間結(jié)構(gòu)的重新組合。隨著比例尺變小，圖形符號(hào)和圖形間距離也成比例縮小，當(dāng)比例尺縮小到一定程度后，屏幕圖形將擁擠難辨。空間尺度理論對(duì)地理信息的獲取、數(shù)據(jù)組織、表達(dá)和分析有著重要影響。