由于地球表面的无限复杂性和人们认识水平的局限性，在地理科学研究中，需要正确地认识、掌握与应用复杂的地理信息，去粗取精，对客观世界进行抽象表达。城市空间信息的表达经历了由低到高、由简单到复杂的发展过程。在人类历史中，自然语言是最基本的交流表达工具，语言文字通过人脑的提取与加工在各种介质上记录数据与信息，对客观世界进行最基本的抽象表达。地理学的发展也是从描述地理现象和地理过程开始的；古代，人们就懂得用简单的图形符号描述一座城池的空间位置和规划布局，图形可以简洁、直观地表达对象的特征与性质，有助于人们探索客观世界中各种地理现象和过程潜在的发展演化规律；地理被称为地理学的第二语言，将地理空间中各种自然现象和社会现象抽象，标绘成图；随着地理信息系统的出现，人们以一种更新的思维方式来认识和表达客观世界，借助于计算机技术的发展应用，把客观世界转化为字符序列，并显示于数字化的实体，计算程序可以用来描述客观世界自然规律。
从现实世界到计算机世界是一个复杂的过程，在对地理对象及其相互关系进行本质的认识和研究的基础上，需要用简单的、浅显的抽象符号来代替复杂的现实世界，把一系列具体的对象抽象为计算机能够表达的信息。比如，河流被看作线，地形被看作等高线多边形的简化，而森林被看作多边形。GIS的建立与分析过程如图8-3所示，首先通过人类的感知系统对客观世界进行地理空间的认知，然后将其抽象概括为地理问题，最后再用计算机表示，将空间数据集成与管理，建立客观的数字模型。然而，客观世界的抽象与表达并不是观察现象简单的处理，通过数字模型的表达与分析，挖掘信息与知识才是解决问题的关键。科学的空间表达能够深化人们对客观世界的理解与认识，增强人们的洞察力，为地理空间问题的解决提供决策支持，如图8-3所示。
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图8-3 GIS与城市空间抽象表达
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