地理信息系统与科学 第2版PDF电子书下载

第一部分 概述 2

第1章 系统、科学和研究 2

1.1 地理信息系统的重要性 2

1.2 数据、信息、证据、知识和智慧 6

1.3 实用型科学 7

1.4 实用型技术 9

1.4.1 GIS的发展史 10

1.4.2 关于GIS的不同观点 14

1.4.3 GIS的基本组成部分 14

1.5 GIS产业 17

1.5.1 软件产业 17

1.5.2 数据产业 18

1.5.3 地理信息服务产业 18

1.5.4 出版产业 20

1.5.5 GIS教育 21

1.6 地理信息系统、地理信息科学和地理信息研究 22

1.7 GIS和地理学 25

习题 27

进阶阅读材料 27

第2章 GIS应用概览 28

2.1 引言 28

2.1.1 与GIS相伴的一天 28

2.1.2 利用GIS的理由 31

2.2 科学、地理和应用 31

2.2.1 科学问题和GIS应用 31

2.2.2 地理信息科学的应用 32

2.3 典型应用领域及其基础 32

2.3.1 综述 32

2.3.2 政府和公共服务 33

2.3.3 商业和服务业 38

2.3.4 物流和交通 43

2.3.5 环境 47

2.4 总结 51

习题 52

进阶阅读材料 52

第二部分 原理 54

第3章 地理表达 54

3.1 引言 54

3.2 数字化表达 55

3.3 表达的内容 57

3.4 基本问题 59

3.5 离散对象和连续场 61

3.5.1 离散对象 61

3.5.2 连续场 62

3.6 栅格和矢量 64

3.6.1 栅格数据 64

3.6.2 矢量数据 65

3.6.3 连续场的表达 66

3.7 纸质地图 67

3.8 制图综合 69

3.8.1 制图综合方法 69

3.8.2 消减顶点 71

3.9 总结 71

习题 71

进阶阅读材料 71

第4章 地理数据的特性 72

4.1 引言 72

4.2 再次重申基本问题 73

4.3 空间自相关和尺度 74

4.4 空间采样 77

4.5 距离衰减 80

4.6 将度量距离效应理解为空间自相关 82

4.7 空间依赖关系的建立 84

4.8 地理畸变的解决 87

4.9 归纳和演绎及两者的结合方式 89

习题 90

进阶阅读材料 90

第5章 地理参照 91

5.1 引言 91

5.2 地名 94

5.3 邮政地址和邮政编码 94

5.4 线性参照系统 95

5.5 地籍和美国公共土地测量系统 96

5.6 地球量测——经纬度 97

5.7 投影和坐标 99

5.7.1 平面投影和等距圆柱投影 101

5.7.2 通用横轴墨卡托投影 102

5.7.3 国家平面坐标系和其他局部系统 103

5.8 利用GPS测量经度、纬度和高度 104

5.9 地理参照转换 106

5.10 总结 107

习题 107

进阶阅读材料 108

第6章 不确定性 109

6.1 引言 109

6.2 U1：地理现象概念中的不确定性 110

6.2.1 分析单元 110

6.2.2 模糊与二义性 111

6.2.3 模糊方法 113

6.2.4 地理个体的尺度 115

6.3 U2：地理现象测量与表达中的不确定性 116

6.3.1 测量与表达 116

6.3.2 不确定性的统计模型 117

6.3.3 位置误差 122

6.3.4 误差的空间结构 123

6.4 U3：地理现象分析中产生的验证 124

6.4.1 空间分析中的内部和外部验证 124

6.4.2 内部验证：误差传播 125

6.4.3 内部验证：误差的聚合与分解 127

6.4.4 外部验证：数据结合与共享关系 127

6.4.5 内部与外部误差验证：归纳与演绎 128

6.5 总结 129

习题 130

进阶阅读材料 130

第三部分 技术 134

第7章 GIS软件 134

7.1 引言 134

7.2 GIS软件的发展 135

7.3 GIS软件体系结构 136

7.3.1 项目、部门和企业型GIS 136

7.3.2 三层结构 136

7.3.3 软件数据模型和用户定制 138

7.3.4 桌面和网络GIS 140

7.4 构建GIS软件系统 141

7.5 GIS软件开发商 142

7.5.1 ESRI公司 143

7.5.2 Intergraph公司 143

7.5.3 Autodesk公司 143

7.5.4 GE Energy 144

7.6 GIS软件系统的类型 144

7.6.1 桌面型GIS软件 144

7.6.2 服务器型GIS软件 147

7.6.3 开发型GIS软件 149

7.6.4 手持系统GIS软件 149

7.6.5 其他类型的GIS软件 149

7.7 GIS软件的使用 150

7.8 总结 151

习题 151

进阶阅读材料 151

第8章 地理数据建模 152

8.1 引言 152

8.1.1 数据模型简介 152

8.1.2 数据模型抽象中的不同层次 153

8.2 GIS的数据模型 154

8.2.1 GIS中的CAD、图形和图像数据模型 154

8.2.2 栅格数据模型 155

8.2.3 矢量数据模型 157

8.2.4 对象数据模型 165

8.3 实例：供水设施系统中的对象数据模型 168

8.4 实践中的地理数据建模 169

习题 171

进阶阅读材料 171

第9章 GIS数据采集 172

9.1 引言 172

9.2 直接的地理数据获取 174

9.2.1 栅格数据的获取 174

9.2.2 矢量数据的获取 177

9.3 间接的地理数据获取 177

9.3.1 使用扫描仪获取栅格数据 178

9.3.2 矢量数据的获取 178

9.4 从外部数据源获取数据 184

9.5 属性数据的采集 188

9.6 数据采集项目管理 188

习题 189

进阶阅读材料 189

第10章 地理数据库的创建与维护 190

10.1 引言 190

10.2 数据库管理系统 191

10.2.1 DBMS类型 192

10.2.2 地理DBMS扩展 193

10.2.3 地理中间件扩展 194

10.3 在DBMS表中存储数据 194

10.4 SQL 197

10.5 地理数据库类型与函数 199

10.6 地理数据库设计 201

10.7 结构化地理信息 202

10.7.1 拓扑创建 203

10.7.2 数据库索引 205

10.8 编辑与数据维护 208

10.9 多用户编辑连续的数据库 209

10.9.1 事务处理 209

10.9.2 版本更新 209

10.10 总结 211

习题 212

进阶阅读材料 212

第11章 分布式GIS 213

11.1 引言 213

11.2 分布式数据 216

11.2.1 对象层次上的元数据 216

11.2.2 地理图书馆 218

11.2.3 集合层次上的元数据 220

11.3 移动用户 221

11.3.1 虚拟现实和增强现实 222

11.3.2 基于位置的服务 225

11.3.3 移动GIS的一些问题 227

11.4 分布式软件：地理信息服务 228

11.5 展望 229

习题 230

进阶阅读材料 230

第四部分 分析 232

第12章 制图学与地图生产 232

12.1 引言 232

12.2 地图和制图 235

12.3 地图设计原理 237

12.3.1 地图组成要素 238

12.3.2 地图符号化 239

12.4 地图集 243

12.5 应用 246

12.6 总结 247

习题 248

进阶阅读材料 248

第13章 地理可视化 249

13.1 用途、用户、信息和媒体简介 249

13.2 地理可视化和空间查询 252

13.2.1 简介 252

13.2.2 空间查询和因特网制图 254

13.3 地理可视化与转换 254

13.3.1 简介 254

13.3.2 比较统计图 256

13.3.3 分区密度图 257

13.4 沉浸式交互和PPGIS 258

13.4.1 科学可视化和表达方法 258

13.4.2 地理可视化和虚拟现实系统 260

13.4.3 手持计算和地理可视化 264

13.5 总结 264

习题 265

进阶阅读材料 265

第14章 查询、度量和转换 267

14.1 空间分析的定义 267

14.1.1 实例 268

14.1.2 空间分析和建模的类型 271

14.2 查询 271

14.3 度量 273

14.3.1 距离和长度 274

14.3.2 形状 275

14.3.3 坡度和坡向 276

14.4 空间变换 278

14.4.1 缓冲区分析 278

14.4.2 点在多边形内 279

14.4.3 多边形叠加 280

14.4.4 空间插值 282

14.5 总结 289

习题 289

进阶阅读材料 289

第15章 描述性概括、设计和推论方法 290

15.1 更多的空间分析方法 290

15.2 描述性概括 291

15.2.1 中心 291

15.2.2 离差（分散程度） 294

15.2.3 模式度量：未标记的点 294

15.2.4 模式度量：标记的要素 296

15.2.5 破碎和分形维度 297

15.3 最优化 299

15.3.1 点的定位 300

15.3.2 路径问题 301

15.3.3 最佳路径 303

15.4 假设检验 304

15.5 总结 307

习题 307

进阶阅读材料 307

第16章 利用GIS进行空间建模 308

16.1 引言 308

16.1.1 建立模型的原因 310

16.1.2 分析还是建模 311

16.2 模型类型 312

16.2.1 静态模型及其标准 312

16.2.2 个体和集合模型 313

16.2.3 元胞模型 315

16.2.4 制图建模与地图代数 316

16.3 建模技术 317

16.3.1 在GIS中实现模型 317

16.3.2 模型耦合 317

16.3.3 分类和共享模型 318

16.4 多标准方法 319

16.5 检测模型的精确性和有效性 321

16.6 总结 322

习题 322

进阶阅读材料 323

第五部分 管理及策略 326

第17章 管理GIS 326

17.1 引言 326

17.2 开发一个可持续发展的GIS的步骤 329

17.2.1 选择GIS 330

17.2.2 实施GIS 336

17.2.3 管理持续运行的操作型GIS 338

17.3 维护GIS 339

17.3.1 GIS员工和团队 339

17.3.2 项目经理 340

17.3.3 应对不确定性 340

17.4 总结 342

习题 342

进阶阅读材料 342

第18章 GIS与管理、知识经济及信息 343

18.1 “业务管理”时代的来临 343

18.2 管理——成功使用GIS的关键 345

18.2.1 基本要素 345

18.2.2 管理者面对的来自GIS的一些挑战 347

18.2.3 各种管理观点 347

18.2.4 业务驱动 348

18.3 知识经济、知识管理和GIS 351

18.3.1 创新的事物 351

18.3.2 知识和信息的价值 352

18.4 信息——知识经济的货币 353

18.4.1 信息和知识——良好决策的依据 353

18.4.2 信息的特点 354

18.4.3 地理信息的特性 355

18.4.4 因特网、万维网和地理信息 356

18.5 GIS产业及其发展动力 358

18.5.1 供应方 358

18.5.2 需求方 359

18.6 总结 360

习题 360

进阶阅读材料 360

第19章 GIS的资产与约束条件 361

19.1 GIS与法律 361

19.1.1 保护信息资产 362

19.1.2 关于信息所有权的重要问题 363

19.1.3 法律责任和GIS 365

19.1.4 GIS和隐私权 366

19.2 GIS从业人员及其技能 366

19.2.1 GIS教育与培训现状 367

19.2.2 GIS中的专业认证 369

19.2.3 现有GIS教育与学习的改进 370

19.3 核心地理信息的可用性 370

19.3.1 基础地理信息框架的本质 373

19.3.2 基础地理信息框架的可用性 374

19.4 约束条件 376

19.4.1 GIS战略的作用 376

19.4.2 GIS项目的风险管理 378

19.5 总结 380

习题 380

进阶阅读材料 380

第20章 GIS伙伴关系 381

20.1 引言 381

20.2 区域合作 382

20.3 国家级合作 383

20.3.1 美国国家空间数据基础设施 384

20.3.2 寻求解决方法 385

20.3.3 NSDI的实质内容 386

20.3.4 NSDI的参与者 387

20.3.5 美国NSDI是否成功 387

20.3.6 美国NSDI的发展 389

20.4 多国合作 389

20.4.1 欧洲方面 389

20.4.2 亚洲及太平洋地区GIS基础设施常设委员会 390

20.5 民族主义、全球化、政策与GIS 391

20.5.1 全球数据库 391

20.5.2 建立标准的全球合作 394

20.5.3 全球空间数据基础设施 395

20.6 改变一切的极端事件 395

20.6.1 GIS帮助袭击者的方式 396

20.6.2 公众获取地理信息是否会带来问题 396

20.6.3 GIS在应对恐怖主义活动中的作用 398

20.6.4 GIS是否提供了帮助 400

20.7 总结 400

习题 400

进阶阅读材料 400

第21章 结束语 401

21.1 引言 401

21.2 书中涉及的主题 401

21.2.1 系统、科学和研究 401

21.2.2 地理信息系统和地理空间 403

21.2.3 地理反映及地理信息系统研究 404

21.2.4 GIS及其技术 405

21.2.5 GIS及其管理 405

21.2.6 GIS应用 406

21.3 GIS面临的十个巨大挑战 408

21.3.1 全球数据 408

21.3.2 GIS专业化 409

21.3.3 GIS课程 410

21.3.4 GIS用户的共同权利 411

21.3.5 全球人口统计 411

21.3.6 丰富的地理人口统计数据基础设施的发展 412

21.3.7 从以地理为中心到以自我为中心的转变 412

21.3.8 支持地理全景的数据模型 413

21.3.9 与恐怖主义作战 413

21.3.10 支持更多类型的地理模拟 413

21.4 总结 414

习题 415

进阶阅读材料 415

缩写词表 416

索引？ 421