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本文对地理信息科学的尺度概念、尺度效应、尺度变换等进行了总结，提出了尺度外延与内涵联合表达的3×3尺度矩阵，深入剖析了尺度矩阵中的9个尺度子概念。基于尺度子概念的相互作用，讨论了粒度与广度的依存关系，以及时间粒度、语义粒度分别与空间粒度联合表达的基本规则。针对空间关系尺度在空间分析、空间推理中的重要意义，提出并建立了拓扑关系粒度、方向关系粒度、距离关系粒度的计算方法。在完整诠释地理信息科学中的尺度概念基础上，提出了未来关于尺度问题研究的3个方向：尺度概念形式化、尺度效应与不变性、尺度变换与知识发现。