地理信息系统与科学PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1地理信息系统 1

1.1.1简介 1

1.1.2发展趋势 2

1.2地理信息科学 4

1.2.1从系统到科学的飞跃 4

1.2.2科学问题 7

第2章 地理数据模型 14

2.1地理空间概念化 14

2.2场 16

2.2.1模型 16

2.2.2空间自相关 19

2.2.3尺度 21

2.3对象 23

2.3.1模型 23

2.3.2矢量数据结构 26

2.3.3面向对象的数据模型 27

2.4网络 29

2.4.1模型 29

2.4.2线性参考与动态分段 31

2.5时空表达 34

2.5.1基于位置的模型 34

2.5.2基于空间实体的模型 35

第3章 地球参考与地理坐标系 38

3.1大地测量学基础 38

3.1.1大地水准面和地球椭球体 38

3.1.2高程和深度参考系 39

3.1.3用水平面代替水准面的限度 40

3.2坐标系统与坐标转换 42

3.2.1坐标系统 42

3.2.2坐标转换 45

3.3地图投影 53

3.3.1基本概念 53

3.3.2常见的地图投影 55

3.4离散网格 60

3.4.1 网格与地理格网 60

3.4.2全球离散格网 62

第4章 测量与数据获取 66

4.1地形测量 67

4.1.1控制测量与地形测图 68

4.1.2数字测图 69

4.1.3基于地形图的数据提取 71

4.2测量数据处理 72

4.2.1条件平差 72

4.2.2间接平差 73

4.3 GPS原理 75

4.3.1伪距测量与载波相位测量 77

4.3.2差分GPS 81

4.4 GPS数据处理 83

4.4.1伪距数学模型 83

4.4.2双差分载波相位数学模型 83

4.4.3自由电离层 84

4.4.4最小二乘法 85

4.4.5 GPS测量定位误差 86

第5章 遥感数据获取 89

5.1摄影测量原理 89

5.1.1成像方程及其应用 89

5.1.2相对定向与绝对定向 94

5.1.3解析空中三角测量 97

5.2数字摄影测量 98

5.2.1影像匹配 99

5.2.2影像特征提取 102

5.2.3数字微分纠正 106

5.3遥感物理基础 112

5.3.1物体的发射辐射 113

5.3.2地物的反射辐射 115

5.4遥感数据与处理 117

5.4.1遥感数据特性 118

5.4.2遥感数据处理 121

5.4.3定量遥感 128

第6章 数字地形分析 134

6.1数字高程模型 134

6.2坡度、坡向和表面曲率 138

6.2.1坡度和坡向 138

6.2.2地形曲率 139

6.3地形因子的计算 143

6.3.1基于格网DEM的坡度、坡向计算方法 143

6.3.2基于TIN的算法 148

6.3.3曲率计算 150

6.4立体透视图 154

6.5地形形态特征线的提取 157

6.5.1单流向算法 158

6.5.2多流向算法 159

6.6流域分析 162

6.6.1流域描述 162

6.6.2水流网络计算 167

第7章 空间对象的几何计算 171

7.1线段方程及其应用 171

7.2直线生成算法 173

7.2.1 DDA算法 174

7.2.2 Bresenham画线算法 175

7.2.3并行画线算法 178

7.3区域填充 180

7.3.1扫描线多边形填充算法 180

7.3.2内—外测试 184

7.3.3曲线边界区域的扫描线填充 185

7.3.4边界填充算法 185

7.3.5泛滥填充法 187

7.4二维裁剪 189

7.4.1点的裁剪 189

7.4.2线段的裁剪 189

7.4.3多边形的裁剪 197

7.4.4曲线的裁剪 201

7.4.5外部裁剪 201

第8章 网络分析 203

8.1路径分析 203

8.1.1最小累积耗费路径 203

8.1.2最短路径分析 207

8.2连通分析 214

8.3资源分配 218

8.3.1选址问题 219

8.3.2分配问题 221

第9章 空间抽样 224

9.1抽样的统计学基础 224

9.1.1总体与样本 224

9.1.2抽样问题的描述 226

9.2简单随机抽样 228

9.2.1概述与使用 228

9.2.2简单估计法（SE法） 232

9.3分层抽样法 236

9.3.1概述与使用 236

9.3.2分层抽样的简单估计法（SSE法） 244

9.4实例 248

9.4.1基于相对有效性的整群抽样方案 248

9.4.2以最大地减小克里金方差为目标，寻找最理想的采样方案 249

第10章 空间插值 255

10.1概述 255

10.1.1概念 255

10.1.2空间插值的源数据 256

10.1.3空间插值方法的分类 257

10.2距离倒数加权方法 262

10.3基于TIN的空间插值 265

10.3.1确定包含内插点的三角形 265

10.3.2基于三角面的插值方法 267

10.3.3基于磨光函数的光滑连续插值方法 268

10.3.4基于TIN的插值方法评述 272

10.4趋势面方法 272

10.4.1模型 273

10.4.2方法 274

10.5薄板样条 275

第11章 空间预测的克里格法 278

11.1克里格法基本原理 278

11.2简单克里格法与普通克里格法 280

11.2.1普通克里格法的解算过程 280

11.2.2点克里格法的计算实例 284

11.2.3块段普通克里格法的计算实例 286

11.3指示克里格法 288

11.3.1指示变异函数 288

11.3.2指示克里格方程组 288

11.4泛克里格法和协同克里格法 289

11.4.1泛克里格法 289

11.4.2协同克里格法 290

第12章 空间多变量分析 292

12.1地图叠置 292

12.1.1要素类型与地图叠置 292

12.1.2地图叠置方法 293

12.1.3破碎多边形 295

12.1.4地图叠置中的误差传播 296

12.2多准则评价 297

12.2.1传统MCE方法 297

12.2.2模糊评价方法 298

12.3相关分析 302

12.3.1两要素之间相关程度的测定 302

12.3.2多要素间相关程度的测定 303

12.4主成分分析 305

12.4.1主成分分析的基本原理 305

12.4.2主成分分析的计算步骤 306

12.5空间聚类 307

12.5.1主要聚类方法的分类 308

12.5.2层次聚类分析步骤 309

12.5.3模糊聚类分析 312

12.5.4其他聚类算法 316

第13章 空间模型 318

13.1二值模型与指数模型 319

13.1.1二值模型 319

13.1.2指数模型 321

13.2线性回归模型 326

13.2.1回归模型 326

13.2.2平方和 326

13.2.3高斯最小二乘法估计回归参数 327

13.3二值Logit模型 330

13.3.1选择的概率模型 330

13.3.2最大似然估计 332

13.3.3 Logit模型的性质 335

13.4系统模型与过程模型 337

13.4.1系统模型 337

13.4.2过程模型 338

第14章 时间序列分析 340

14.1趋势分析 341

14.2周期分析 345

14.3随机时间序列分析 347

14.3.1时序模型的识别 350

14.3.2模型的参数估计 352

14.3.3时间序列的预测 355

14.4基于时间序列分析的土地覆盖遥感 356

第15章 误差与空间不确定性 363

15.1精度评估 364

15.1.1精度与准确性 364

15.1.2连续场精度 365

15.1.3类别场精度 367

15.1.4位置精度 368

15.1.5置信区间和样本大小 370

15.1.6假设检验 371

15.2误差传播 374

15.2.1解析方法 375

15.2.2随机模拟方法 378

15.3空间不确定性 381

15.3.1概率论与模糊集合 381

15.3.2方法与应用 384

参考文献 388