地图学的研究对象是地球表层各种自然与社会现象的结构与特性的空间信息，包括宏观与微观、具体与抽象、现实与历史的所有空间信息。涉及地球科学、生物科学、环境科学的许多领域，而且随着人类认识范围的扩大，地图学的研究对象正向外层空间和地壳深部延伸。
地图学的研究内容是：
探讨以地图作为空间信息的载体与传输工具，依据数学法则，按照比例建立空间模型，运用符号系统和最佳感受效果表达人类对地理环境的科学认识；综合分析自然与社会现象的空间分布、内在联系及其时间变化；研究地图编制与应用原理、方法与工艺、技术。
在地图学的发展历史中，逐步形成了地图学史、地图投影学、地图美学以及地图制图学等若干分支学科和领域。19世纪后，又区分为普通地图和专题地图两大领域，逐步发展为普通地图学和专题地图学。专题地图学则更进—步发展，分化为多层次的各分支学科和领域。按用途划分，则区分为通用地图和专用地图两大领域。
由于地图应用领域的不断开拓，使地图分析与应用的研究更加深入。地图方法已成为地学研究的重要手段。20世纪50年代以后，随着航空摄影、卫星遥感、计算机技术等的应用和进步，地图学出现了系列地图、遥感地图、机助制图和地理信息系统等新的方法和形式。信息论、传输论、模式论、感受论等的引进，推动了地图学的理论研究。现代地图学逐渐从地理学和测量学中脱颖而出，其研究手段兼收并容空间科学和信息科学的最新成就，研究内容跨越着自然科学和社会科学的范畴。它越来越明显地显示出横断科学的性质。
现代地图学是从信息论的观点来研究地图，地图被认为是人类认识自然的信息载体，客观存在的地理环境的概念模型。地图作为一种信息载体，是指通过地图的制作和应用过程，聚集大量有关自然和经济现象的位置、形态、动态和内部联系的信息，进而加以浓缩、复制、存贮、传递，使读者能感受、量测、理解和利用。
地图学的任务，不能仅满足于对地理圈各种原始测绘数据的粗加工；而是要注意开发高层次的知识密集型的产品设计。为宏观规划决策与工程设计、施工和效益评价，提供预测图或预报图。
进入21世纪后，现代地图学的研究对象仍将继续扩大。由于人类的认识正在从陆地表层向海洋、地壳深部和外层空间扩延。因此，今后则是建立适用于整个人类智慧圈的统一的空间坐标体系，作为海、陆、空以至天文的动态信息载体。目前我们已能看到多维动态地图的曙光。
地图作为一种文化工具，在人类的知识宝库中，将与语言、艺术并存。从这个意义上说，对青少年加强地图学的教育，培养他们空间图像思维的能力，这对造就认识自然、改善环境的专业人材是必不可少的；对于增强青少年的爱国主义思想和树立正确的宇宙观也将是受益不浅的。
地图学的结构体系
理论地图学（地图学的理论基础），包括：
地图学概论、地图模型理论、地图信息理论、地图传输理论、数学地图学、地图符号学、地图感受理论、综合制图理论、制图综合理论；
地图制图学（编图方法和技术），包括：
普通地图制图学、专题地图制图学、遥感制图学、机助制图学、地图制印学；
应用地图学（地图应用的原理和方法），包括：
地图的基本功能、地图的评价、地图的实际应用、地图分析的方法论、地图分析利用步骤、地图分析利用方法、地图信息的自动分析与处理。
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