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根据陈述彭院士对地球系统的理论研究，地球系统的理论基础有3个：
（1）地球系统的非均衡性理论，是地球系统信息流形成的基础；
（2）地球系统的耗散结构理论，是地球系统的热力形成的基础；
（3）地球系统的引力场理论，是地球系统的动力形成的基础。
它们共同形成地理信息流的过程。 由于地球系统中普遍存在着物质和能量的分布不均衡现象， 以及由这种不均衡现象产生的位能、势能和压强差的存在， 因此，就产生了物质的扩张、滚动、流动、蟾动犮坠落过程和能量的辐射、 传导和扩散过程，即形成了物质和能量流。 信息流就贯穿于这个物质和能量流的整个过程。
在地理系统中，物质和能量流的流量、流速和流向取决于它们在时空分布的非均衡程度， 即它们的髙与低、多与少、强与弱之差，即位能、势能、动能及压强之差。
在信息科学中，与物质和能量相伴而生、相伴而存在的信息， 是物质和能量在时空分布的不均衡特征造成的。 信息流又是物质和能量的时空分布的不均衡的性质、特征和状态的表征。 因此，信息是物质和能量状态的标志。
研究地球系统离不开信息，研究系统的结构、功能离不开信息。 系统各部分之间的联系往往是通过信息流来实现物质和能量的交换。 信息流的时空特征，特别是畅通程度，是衡量—个系统结构化程度和系统发展水平的有效尺度。
信息本身是无形的，它既不同于物质，也不同于能量。 但一经形成，必然依附于载体而存在，使无形成为有形。 这就是在触中信息常常以文字、符号、图形、图像、声音等为载体表现出来。
地球系统理论是地球科学、信息科学、 系统科学和非线形科学等多种理论的综合和融合的结果。