人类生存发展与地质空间息息相关。地质空间是地壳上部由复杂物质成分,诸如:元素、矿物、岩石及建造组成的具有长期演化历史的三维复杂堆积,是一种物质、能量与信息的集成体。在地质空间中各种地质体按镶嵌耦合关系构成地质生态丛。地质空间研究的科学本质是关于空间分布与变异性问题,地学研究的两大主要目标—矿产资源预测与地质灾害预警的理论内核取决于对地质空间分布与变异性的度量。人类对地质空间的认知远未达到精细化程度,许多方面仍处于"黑箱"性质。因此,地质空间分布与变异性研究构成了地球信息科学研究中的重大基础理论问题。本文根据地质空间混成特性及演替特征,提出三重划分理论,将地质空间划分为同化空间(即空间分布变化均匀平稳的局部块段)、异化空间(即成分相态各异,变化多样性分布的局部块段)、杂化空间(即地质相互作用生成新的地质体的局部块段)。给出三种空间类型的定义与界定标准,讨论其自身性质;同时就三重空间给出通用性模型及数学地质方程组;以傅里叶变换条件下的谱密度定义三化空间模型,又称地质空间广义频谱分析理论,讨论三化模型的随机解与混沌解。最后,为实现上述复杂计算的可视化,提出一种高维色码理论。