2.3 地理信息科学体系

地理信息科学整合了地理学、地球系统科学、计算机科学、认知学和制图学，从而成为一门崭新的、多学科的、关注时空表达概念和计算的交叉学科。但是，诸如“什么是现实世界”、“某尺度下物体是怎样的”以及“如何对地理推断进行论证”这些问题都对地理信息科学提出了巨大挑战。

由于不同的学术背景以及对地理信息科学本质的不同认识目前存在着对地理信息科学体系以及地理信息科学与地理科学体系相互关系的不同观点。一种从地理信息科学的技术驱动和应用驱动出发，强调围绕地理信息技术系统来定义和把握地理信息科学。

如Goodchild认为地理信息科学是地理信息系统技术背后的科学，它所要解决的是蕴涵在地理信息系统之中的一整套科学问题。另一种观点则更多地强调地球信息机理的研究。如Bernard提出地理信息科学研究“包括地球信息的结构和性质，获取方法、分类、表达、定位和使用，以及服务于其最佳应用的基础”。还有一种观点则仅把地理信息工程的建设与应用，即应用地理信息科学当作地理信息科学的全部内容。

2.3.1地理信息科学与技术知识体系

自Goodchild于1992年提出“地理信息科学”概念以来，国际学术组织对地理信息科学开展了大量研究，其中美国大学地理信息科学联盟（UCGIS )于2006年提出的地理信息科学与技术知识体系（GIS&T body of knowledge）影响最为广泛。

该知识体系（图2.33）既涵盖了传统GIS研究的基本内容，同时密切关注相关方向的最新研究发展，并面向地理信息产业化发展与社会化应用，强调GIS与社会的联系，以及与GIS相关联的组织机构问题。

    2016年，UCGIS在原地理信息科学与技术知识体系基础上对研究内容进行了重新编排，划分为分析与建模( analytics and modeling, AM）、计算平台( computing platforms，CP）、地图学与可视化（cartography and visualization, CV）、应用领域（domain applications, DA）、数据采集（data capture, DC）、数据管理（data management, DM）、基本概念（foundational concepts，FC）、地理信息科学技术与社会（GIS&T and society, GS）、知识经济（knowledge economy, KE）、编程与开发（programming and development, PD）十大模块（http：//gistbok.ucgis.org）。在新的地理信息科学与技术知识体系中，除保留了原知识体系框架中的部分内容外，更加强调新知识与技术的引人和关注地理信息科学的应用与社会问题。

2.3.2地理信息科学的内容框架

    地理信息科学不仅涉及地理科学哲学、基础理论、应用方法和技术系统，还与地理信息产业发展和制度创新等各个层面的内容息息相关。学者杨开忠等将地理信息科学体系划分为理论地理信息科学、技术地理信息科学和应用地理信息科学三个层次。

1.理论地理信息科学

    地理信息科学的本质是揭示和模拟地理信息运动过程的内在机理，为区域可持续发展决策服务。其基础理沦和核心内容包括：

    （1）地理信息的本质、结构、描述、分类和表达。

    （2）地理信息的发生、抽取、传输、重构和作用机制。

    （3）地理信息运动过程中的嫡增、嫡减、误差和不确定性问题。

    （4）地理信息运动过程中人的感应与行为机制。

    （5）地理信息运动机器模拟的一般性问题等。

2.技术地理信息科学

    研究地理信息技术系统的开发、集成与使用，主要包括遥感、空间定位系统、地理信息系统和空间信息基础设施等支撑技术的研究。技术系统是地理思维的物化和地理知识的载体，是地理信息运动机理研究的新语言和手段，也是地理信息应用的现代工具。

3.应用地理信息科学

    研究人口、资源、环境、经济和社会的区域规划与管理；地理信息基础设施的建设，即地理信息工程。其根本目的在于将地理信息和地理信息技术应用于人类科学决策，实现区域可持续发展。