基于地学信息图谱分析方法，运用ARC/INFO软件，以马尔柯夫空间概率模型为基础，利用新开河流域33 年(1969-2001 年) 土地利用格局4 期的空间数据(1969 年、1979 年、1992年、2001 年)，合成了一系列土地利用格局变化图谱，通过图谱分析来了解新开河流域的土地利用格局变化规律。结果表明：在过去33 年期间该流域土地利用格局发生了显著变化。耕地大幅度增加，其净增面积1357.2 km²，占流域总面积超过32%，其主要来源于草地、沙地、沼泽地、林地；沙地变化有所起伏，占流域总面积不低于23%，虽然总体呈减少趋势，但流域的草地沙化、耕地沙化还比较严重；草地大幅度减少，其净减面积1582.6 km²，占流域总面积由36.2%缩减为18.5%，其主要来源于开垦草地为耕地、草地退化成沙地、沼泽地、盐碱地以及草地改造种植林地；居民地、盐碱地呈增加趋势，湿地、林地呈减少趋势。

用地布局一直是城市总体规划中的关键难题，以往的规划方案多凭借规划师的经验判断、简单的图层叠加和有限的公众参与生成。然而新的城乡规划法要求从多角度综合考虑城乡用地布局问题，更加注重规划过程的科学性和准确性，也就特别需要有一种适应多情景分析下的城市用地布局模拟与方案评价方法。文章以江苏省太仓市为例，借助GIS技术的强大空间分析功能，探讨了这种方法的技术流程：① 参考已有的大尺度城市未来模型，结合我国特别是研究区的区域特点，构建一个实用的城市未来模型(Urban Future Model，UFM)；② 通过用地评价、战略归纳、情景模拟等步骤，生成若干个可选的用地布局模拟方案；③ 应用多目标达成矩阵法从粮食、生态、灾害等多个角度对这些方案进行综合评价，并根据评价结果选择一个最佳方案作为本轮总规用地布局的规划参考方案。

本文研究盐城串场河一线至黄海60 km宽的海积平原海岸演变过程。对1975 年的MSS影像，进行遥感匀光处理、阈值分割等影像解译，获取了盐城海积平原古海岸演变解译图，即“斑马条纹”二值图；对19 个实测底质样品进行分析，发现海积平原呈现砂质(粗颗粒) 与淤泥质(细颗粒) 沉积相间平行的分布规律，而这一空间交替分布特征与解译图上“斑马条纹”的二值条带具有良好的对应关系；同时，搜集整理了近几十年来的盐城古海岸调查资料与研究成果，发现前人历史岸线的空间分布与“斑马条纹”整体趋势相同。综上所述，“斑马条纹”应为盐城海岸演变标志，解译出砂冈10 条，冈间低地10 条，形成了对盐城海积平原地貌沉积及海岸演变过程的新认识。

依据农田保护区规划与城市发展模拟相耦合的新思路，开展农田保护区预警研究。以广东番禺为实验区，首先利用基于多智能体的空间优化配置模型(AgentLA) 自动生成农田保护区范围。AgentLA模型能避免产生分散、破碎的空间格局，有利于保护区的管理和维护。通过地理模拟优化系统GeoSOS中的神经网络CA模型对研究区2025 年的城市发展格局进行三个情景的模拟：低速增长情景、基准情景和高速增长情景。最后利用GIS空间分析方法将预测结果与农田保护区相结合，提取农田保护与城市扩张产生冲突的区域。总体上，冲突的严重程度随着空间上城市扩张强度的增大而加剧，高速增长情景中冲突区域的面积较大。冲突区域的存在一方面说明了农田保护区需要相应的法律、法规支持，否则可能会因城市扩张而被侵占；另一方面也反映了农田保护与地区发展之间的冲突。因此，可以根据所提取的冲突区域面积大小、空间位置等特征，采取某种形式补偿，以此取得农田保护与地方利益之间的平衡。

虚拟地理环境是一个可用于模拟和分析复杂地学过程与现象， 支持协同工作、知识共享和群体决策的集成化虚拟地理实验环境与工作空间， 是地理学研究的虚拟实验室， 可为现 代实验地理学研究提供科学方法和技术手段。本文阐述虚拟地理环境和实验地理学研究的发展过程及当前进展， 探讨虚拟地理环境与虚拟地理实验对现代实验地理学研究的意义， 并分析当前虚拟地理环境研究的关键问题及存在的误区。虚拟地理环境的兴起与发展为地理过程表达、地理知识获取、地理问题求解提供了新思路、新方法和新技术。实验地理学的研究方法可从野外考察与观测、室内物理模拟及地理数学建模和计算机模拟， 拓展到虚拟地理环境平台下的虚拟地理实验。

人口密度网格化比人口密度行政单元化更接近人口的实际分布,而且是实现人口数据与其他社会经济统计数据、资源数据、环境数据复合,提高人口、资源、环境综合管理能力的重要途径之一。选用专门针对亚洲地区开发的DMSP/OLS非辐射定标夜间灯光平均强度遥感数据模拟了中国的人口密度：基于灯光强度信息模拟了灯光区内部的人口密度,基于人口—距离衰减规律和电场叠加理论模拟了灯光区外部的人口密度,是应用DMSP/OLS夜间灯光数据模拟人口密度研究的拓展和深入,研究结果与其他研究基本一致,但所需数据量较少,更适合于大尺度人口密度的快速估算,为决策提供参考依据。结果表明,DMSP/OLS夜间灯光强度数据具有实现人口以及其他社会经济数据空间网格化的巨大潜力。

尺度问题在地理学、生态学和水文科学等众多领域都具有非常重要的地位。近年来,随着对地观测技术和地理信息科学的飞速发展,解决地理数据的尺度转换问题成为目前地理信息科学及相关研究中的热点和难点问题之一。在地理信息科学相关领域中,地图学和遥感科学研究人员从尺度概念的理解到尺度转换的理论和方法都做了大量的研究,对解决地理数据空间特征的尺度转换做出了重要的贡献。在地理数据属性特征的尺度转换研究领域,地理信息科学研究者提出的面域插值方法是解决此问题的主要方法之一。同时,在社会经济科学领域,“小区域统计学”也发展了一套相关的理论和方法,试图解决统计单元的变更问题。文章在全面回顾和比较不同研究领域解决“尺度转换”问题方法的基础上,重点介绍面域插值方法和小区域统计学的基本原理及其典型应用。

由于案例推理接近于人类认识、解决问题最原始的思维方式,具有在无法获取机理模型、确定规则或统计模型时,采用简单的历史相似性实现问题的定量求解和预测的特点,成为当前人工智能中备受关注的领域。在讨论案例推理方法发展的基础上,探讨应用案例推理进行地学问题求解的具体方法。从地学数据分析的角度提出了地理案例推理,并结合地理案例的特点,具体讨论了地理案例的表达模型和推理模型,最后结合东海中心渔场预报的实际工作,给出这种方法的具体应用实例。

提出了一种基于神经网络的单元自动机 (CA)。CA已被越来越多地应用在城市及其它地理现象的模拟中。CA模拟所碰到的最大问题是如何确定模型的结构和参数。模拟真实的城市涉及到使用许多空间变量和参数。当模型较复杂时,很难确定模型的参数值。本模型的结构较简单,模型的参数能通过对神经网络的训练来自动获取。分析表明,所提出的方法能获得更高的模拟精度,并能大大缩短寻找参数所需要的时间。通过筛选训练数据,本模型还可以进行优化的城市模拟,为城市规划提供参考依据。

传统空间单元的区域划分通常仅以属性数据作为划分依据,而对单元之间空间依赖关系考虑不周。在尺度空间理论基础上,提出多尺度空间单元区域划分方法,在考虑空间单元属性信息的同时,增加了空间单元的相互依赖关系,使得在空间尺度在由小变大过程中,具有高度空间相互依赖关系的空间单元相互融合,得到不同空间尺度下的区域划分。以江苏省从1978年到1995年的18年社会经济发展数据为基础,进行了全省社会经济发展水平的区域划分的试验,结果表明与实际发展水平的分布情况相吻合。