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。