随着计算机技术和网络技术的发展，信息类型越来越多，信息规模也越来越大。然而，在激增的数据背后，简单地获取和保存信息并不是目的，人们需要的是从中获得和理解自己需要的知识，即所谓对信息的“洞察(insight)”。信息技术的进步把人们带到一个知识爆炸的时代，知识的急剧增长在丰富了人们生活的同时却为知识本身的传递带来麻烦。在这种情况下，知识可视化应运而生。地理知识、信息、数据是客观知识世界的重要组成部分，研究地学领域中的知识可视化可以有效提高地学工作者获取、处理及应用知识的效率，进而为决策提供更加直观、科学、合理、便捷的指导。　　 地学知识可视化是地学研究领域引进知识可视化理论、方法、技术形成的新的研究方向，是关于地学知识的视觉表达与分析；它是研究如何运用视觉表征手段促进地学知识在两个或两个以上人之间的传播和创新的理论、技术和方法。虽然传统地学图解以及地学信息图谱都涉及地理知识的可视化表达，但它们并没有对地理知识的可视化进行系统的研究，形成相应的理论与方法。另一方面，地学知识可视化的兴起，也为地学多维图解与地学信息图谱的研究深化与进一步发展提供了新的视角与前景。　　 以“人”为中心，是虚拟现实的重要特征，也是虚拟地理环境的重要研究出发点。虚拟地理环境，作为新的地理学“语言”，涉及对地理信息与地理知识的表达、传输与管理。地学知识可视化从理论、技术及方法方面为虚拟地理环境中地学知识的表达、传输与管理提供了强有力的支持。走进虚拟地理环境的信息空间，以及信息空间中对于知识的表达、交流与创新，都需要地学知识可视化的支持。　　 再者，从地理信息科学与技术发展角度，地理信息系统、地学可视化等逐渐从面向个人用户，到面向群体用户的协同地理信息系统、协同虚拟地理环境发展。如何使“协同虚拟地理环境”由一个数据管理分析的系统上升到一个对话互动、知识创新和集聚智慧涌现的系统，其中，很重要的一个因素，是决策者和专家之间，专家与专家之间等的知识交流、共享及传播的考虑与加入。而这一点正是地学知识可视化重要的研究内容之一。　　 基于以上认识，论文以协同虚拟地理环境支持下地学知识可视化作为研究对象，主要开展的研究工作以及取得的成果如下：　　 (1)研讨了地学知识可视化的概念、特征、表达形式等。通过总结、分析知识的定义、分类、表征，结合地学研究领域，阐述地理知识的定义并对地理知识进行分类；在对知识可视化形式进行归纳整理的基础上构建地理知识图，并对地理知识图概念、分类、特征进行探讨；详细分析地学知识可视化概念的涵义、特征及其表达形式。　　 (2)建立了地学知识可视化参考模型。在研究信息可视化参考模型以及分析知识可视领域本身特点的基础上，结合地学图解模型，构建地学知识可视化参考模型，并对参考模型的应用原则等进行了详细阐述。　　 (3)建立了协同地学知识可视化系统框架。对协同地学知识可视化应该具备的需求与功能进行分析，开展了系统框架设计，并将协同地学知识可视化系统框架分为数据层、通讯层、计算层、表现层、应用层等五层。　　 (4)针对地学知识可视化研究框架以及参考模型，研究并实现了协同地学知识可视化的关键技术，包括地学知识协同标注、地学协同概念构图、概念图与三维场景协同等。　　 (5)以黄土高原杨家沟小流域坝系规划为例，在协同虚拟地理环境CVGE平台中，首次引入了以概念为核心的“地学知识可视化”方法与模块，为坝系规划的群体地学知识的交流与创新提供基础。利用协同地学知识可视化系统开展协同坝系规划的初步试验，结果表明本文提出的知识图、以及协同概念构图等方法与工具的有效性，实现了坝系规划过程中概念图与三维场景之间的协同联动。