虚拟地理环境研究在计算机网络和虚拟三维空间环境下，通过分布式协同交互，实现地理环境可视化的表达，地学问题的分析处理，地理规律的提炼、地理现象的模拟、地理环境变化的再现与预测以及人类活动影响的评价，探索地球各圈层内部的结构特征、分布规律、演化过程以及圈层之间物质流、能量流、信息流的传递方式及其动力学机制。

基于本实验室多年来的研究工作积累，根据当前国内外学科发展的最新趋势及国家和地方经济与社会发展的需要，从体现机制创新以及突出重点和学科优势，并顾及方向之间的有机联系的角度，凝炼出本实验室的主要研究方向：

（1 ）地理信息系统集成与共享服务研究
（2 ）地理知识发现与规律挖掘研究
（3 ）地理建模与地理模拟研究
（4 ）地理环境动态监测研究

（1 ）地理信息系统集成与共享服务研究

学科带头人：闾国年教授 盛业华教授 刘学军教授

针对多维、多分辨率、动态地理空间数据的采集、管理、建模、分析、集成和共享等相关理论与关键技术问题，构建面向地理分析的虚拟地理环境系统科学实验平台以及面向“数字城市”建设的 GIS 共享集成平台，开展虚拟地理环境的理论与方法研究以及地理数据挖掘、地理信息共享与应用服务研究。

主要内容包括：
◆ 虚拟地理环境平台的关键技术研究
◆ 地理信息系统共享平台关键技术研究
◆ 动态、三维空间数据采集系统研究
◆ 地理信息系统集成与应用服务研究

（2 ）地理知识发现与规律挖掘研究

学科带头人：汪永进教授 汤国安教授 李吉均院士

针对全球变化框架下地表各圈层相互作用的动力学过程，选择中国东亚季风区若干全球变化的敏感区域，利用多途径、多手段所收集的资料建立区域地理环境变化数据库，恢复和重建我国地理环境演变的历史场景，揭示不同时空尺度上全球及区域的重大环境事件；重点研究东亚季风区“海－陆－气”相互作用及人类活动对区域环境变化的影响与机理，研究环境变化过程、规律、动力学机制及其效应。

主要内容包括：
◆ 地理环境的高分辨率历史过程重建研究
◆ 基于 DEM 的数字地形分析研究
◆ 海陆交互带的地理环境演变规律研究

（3 ）地理建模与地理模拟研究

学科带头人：林振山教授 王建教授 陆玉麒教授

在对地理环境空间格局、变化过程、规律、动力学机制及其效应研究的基础上，研究地理建模的理论与方法，重点是建立面向 GIS 的时空数据模型，特别针对作为独立的地域综合体，以及具有明确的边界和开放性系统特点的流域的地理建模。将流域空间与地理过程作为有机的整体，从流域坡面系统、沟道与河流系统到河口海岸系统、到地下空间系统，从自然要素到人文要素，开展整体、系统的建模研究。

主要内容包括：
流域建模与模拟研究
◆ 地下水开采与地面沉降模型研究
◆ 区域空间结构模型研究
◆ 环境演化的非线性动力学模型研究

（4 ）地理环境动态监测研究

学科带头人：王桥教授 黄家柱教授 倪绍祥教授

针对我国日趋严峻的环境污染与生态退化问题，利用遥感、遥测等技术获取地理环境空间格局、变化过程、规律、动力学机制及其效应研究的基础数据，开展海岸带及西部地区生态环境的遥感动态监测研究；研究寻求能够有效协助解决大气环境污染、水环境污染、土壤环境污染和生物环境污染的遥感动态监测的原理、技术与方法，开展中国东部环境污染物的过程与机理研究。

主要内容包括：
◆ 水环境污染物的遥感监测与治理研究
◆ 大气污染遥感监测研究
◆ 海岸带遥感调查与动态监测研究
◆ 生态环境遥感与动态监测研究