地理信息科学的理论问题是近年来研究的热点领域。《地理信息科学基础理论》全面介绍地理信息科学的产生、发展过程，及其理论基础、技术体系、软件系统、工程方法和应用领域；讨论认知、认知科学、空间认知和地理空间认知的理论、方法和基本过程；介绍信息与地理信息概念；探讨基于对象、场和网络的地理实体矢栅结构的描述方法，对地理空间数据的基本特征进行详细论述；介绍地理信息的时间和空间基准以及全球格网划分方法，从人的视觉感受、地图视觉变量与感受效果方面阐述了地理信息的可视化理论和方法；重点研究地理信息多尺度理论、地理空间实体的多尺度表达、实现机理以及地理空间数据的尺度变化“四倍规律”、多尺度分级、数据组织和可视化方法；阐述地理信息传输和解译的理论方法；最后介绍地理空间数据的不确定性原理、产生根源、描述方法、类型以及质量控制方法。《地理信息科学基础理论》条理清晰、叙述严谨、实例丰富，既适合作为地理信息系统专业或相关专业本科生、研究生教材，也可供从事信息化建设、信息系统开发等有关科研、企事业单位的科技工作者研究开发需要及阅读参考。
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本书作者崔铁军试图从地理学、测绘学和信息学等学科中提炼出与地理信息密切相关的时空理论、空间认知理论、地理信息理论、地理信息可视化理论、空间尺度理论、地理信息传输和解译及其不确定性理论等，并综合为地理信息科学的基础理论。这些理论是包括空间信息科学在内的很多学科的一个极其重要但又尚未完全解决的问题。编著这本书的目的是为了抛砖引玉，旨在引起国内学者对地理信息科学理论问题的探讨和思考，关注地理信息科学基础理论研究，推动地理信息科学的发展。
目录
序
前言
第1章 地理信息科学概论
1.1 地理信息科学的形成与发展
1.2 地理信息科学的体系 24
1.3 地理信息科学与其他科学的关系 35
1.4 地理信息科学发展趋势 39
1.5 本书内容和基础知识 42
第2章 认知与地理空间认知 44
2.1 认知与认知科学 44
2.2 空间认知 53
2.3 地理空间认知 56
第3章 地理信息概念 77
3.1 信息概念 77
3.2 地理信息 93
第4章 地理实体表达 127
4.1 地理实体及其描述 127
4.2 地理实体的数据描述 137
4.3 基于对象的地理实体矢量表示 147
4.4 基于场的地理实体栅格表示 158
4.5 矢栅结构的比较及转换算法 170
4.6 地理空间数据的特性 175
第5章 地理信息时空基准 186
5.1 空间与时间 186
5.2 地理空间 199
5.3 地理空间基准及变换 200
5.4 地理格网 218
第6章 地理信息可视化与尺度 235
6.1 视觉与感受 235
6.2 地理信息可视化 245
6.3 地理空间数据尺度 277
6.4 地理空间数据多尺度表达 284
6.5 地理实体多尺度实现机理 293
6.6 地理空间数据多尺度可视化 299
第7章 地理信息传输和解译 307
7.1 信息传输 307
7.2 地图信息传输 214
7.3 地理信息传输 322
7.4 地理信息解译 333
第8章 地理空间数据的不确定性与质量 345
8.1 不确定性原理及其普遍存在性 345
8.2 地理整间数据的不确定性 349
8.3 地理空间数据不确定性描述 357
8.4 研究不确定性的数学方法 368
8.5 地理空间数据不确定性的类型 382
8.6 地理空间数据质量控制与检验 390
参考文献 401
第1章 地理信息科学概论
地球是人类的家，人类一直都十分关心这赖以生存和发展的地球表面的状况，进而萌生出各种地理概念。随着人类社会的发展、地理知识的积累，逐步形成一门研究地球表面自然现象和人文现象以及它们之间的相互关系和区域分异的地理科学。计算机信息科学是近几年发展起来的以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。为了解决时空分布的地球表层地理现象、社会发展、外层空间环境及动态变化的过程在计算机中的表示、模拟和推演的问题，地理科学如饥似渴地吸收信息科学的精华，同时也推动了计算机信息科学技术的发展。在地理科学与信息科学交叉融合过程中产生了一门从信息流的角度研究地球表层自然要素与人文要素相互作用及其时空变化规律的科学―――地理信息科学。30多年来，地理信息科学以应用为目的、以技术为引导，在为社会各行各业服务过程中逐步从地理学、测绘学和信息学中自然形成一门边缘学科。它不仅包含了现代测绘科学的所有内容，而且其研究范围较现代测绘学更加广泛。本章1.1节主要介绍地理信息科学的形成与发展，1.2节探讨地理信息科学的体系，1.3节介绍地理信息学科与其他学科的关系，1.4节展望地理信息学科的发展趋势，1.5节介绍阅读本书所需要的学科领域知识及章节安排。
1.1 地理信息科学的形成与发展
20世纪计算机的产生和发展，几乎冲击着社会的各个领域，给许多行业带来了巨大的变化和深远的影响。地理学在这个变革时期也正发生着巨大的变化，用计算机来收集、存储和处理各种与空间和地理分布有关的图形和属性数据，并希望通过计算机对数据的分析来直接为管理和决策服务。从技术发展角度看，地理信息科学产生和发展经历了计算机辅助地图制图、地理信息系统和地理信息服务三个阶段。
1.1.1 早期的计算机辅助地图制图
20世纪50年代，计算机控制的行式打印机开始输出图形。人们把计算机引入地图学从而产生了计算机辅助地图制图技术，将连续的以模拟方式存在于纸质地图的空间物体离散化，以便计算机能够识别、存储和处理。1964年，研制成英国牛津自动制图系统。1967年，美国H.T.费希尔领导的实验室研制出组合统计制图软件包。1970年，美国人口统计局设计出具有拓扑编辑功能的双重独立地图编辑技术（DIME），奠定了机助制图数据
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