黄河中下游地区是我国具有战略地位的粮食生产基地、重点发展区域，资源、环境、土地利用与大规模快速的工业化和城市化之间矛盾异常尖锐。实验室的研究将面向黄河中下游地区资源要素优化配置、生态环境保护和区域经济发展，以地理信息采集、分析与模拟技术为手段，揭示工业化、城市化及区域经济发展与生态环境之间的耦合规律。
基于实验室已形成的优势研究领域和特色研究区域，设置三个研究方向：地理信息分析与共享关键技术研究、黄河中下游自然地理格局与生态过程研究、中原经济区城市与空间经济研究。三个研究方向相互配合与协调，基于地理信息科学与技术手段，探索资源、环境、生态与社会经济之间耦合的科学规律，揭示工业化、城市化及区域经济可持续发展途径，最终服务于区域社会经济发展。方向一提供地理空间基础数据与技术保障；方向二从生态、环境和资源的角度，探索该区域综合自然地理过程与机理；方向三以资源要素优化配置、生态环境保护和区域经济发展为目标，注重多尺度的城市与区域空间规划、产业集聚发展、模拟研究。
