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0 绪论 1

0.1 新兴的地理信息技术 1

0.1.1 计算机技术应用发展 1

0.1.2 GIS产生 2

0.1.3 GIS技术应用 3

0.2 GIS的技术特色 5

0.2.1 充分的信息表达 5

0.2.2 专业问题地理空间几何化 7

0.3 城乡规划与GIS技术 7

0.3.1 规划技术转变 8

0.3.2 城乡规划管理 8

0.3.3 GIS技术对城市规划学科的促进作用 9

思考题 10

1 地理信息系统概念 11

1.1 地理信息系统定义 11

1.1.1 地理信息 11

1.1.2 地理信息表达 12

1.1.3 地理信息表达特征 14

1.1.4 地理信息体系 15

1.2 地图投影与地理坐标 16

1.2.1 关于地图投影 16

1.2.2 高斯-克吕格投影 18

1.2.3 地图投影和坐标选择 20

1.2.4 投影及投影转换 21

1.3 地理信息与信息分析 22

1.3.1 信息分析问题 22

1.3.2 地理信息分析 23

1.4 GIS软件 24

1.4.1 ArcMap模块 24

1.4.2 ArcScene模块 25

1.4.3 ArcCatlog模块 26

1.4.4 ArcGlobe模块 26

1.4.5 CityEngine模块 28

思考题 30

2 地理数据组织 31

2.1 矢量数据 31

2.1.1 什么是矢量数据 31

2.1.2 矢量数据拓扑结构 33

2.1.3 矢量数据体系 35

2.2 栅格数据 36

2.2.1 栅格数据概念 36

2.2.2 栅格数据特征 39

2.2.3 栅格数据类型 40

2.2.4 栅格属性表 41

2.3 数据分层 43

2.3.1 数据分层体系 43

2.3.2 地理信息应用问题 46

2.4 地理数据库 47

2.4.1 地理信息的数据库组织 47

2.4.2 ArcGIS的地理数据库 48

2.5 地图数据应用组织 50

2.5.1 地图文档 50

2.5.2 地图包 50

思考题 51

3 矢量数据分析 52

3.1 缓冲分析与叠加分析 52

3.1.1 缓冲分析 52

3.1.2 叠加分析 54

3.2 泰森多边形与迪罗尼三角形 58

3.2.1 泰森多边形 58

3.2.2 迪罗尼三角形 59

3.3 图元合并 60

3.3.1 消减小图元 60

3.3.2 线连接与线分断 61

3.4 邻近度分析 61

3.4.1 邻近度问题 61

3.4.2 邻近度分析示例 63

思考题 64

4 栅格数据分析 65

4.1 栅格运算原理 65

4.1.1 地图代数 65

4.1.2 栅格计算器 66

4.1.3 插值函数 68

4.2 栅格运算 72

4.2.1 栅格提取 72

4.2.2 栅格叠加运算 74

4.2.3 栅格运算方法 75

4.3 栅格综合 76

4.3.1 区域概化 76

4.3.2 区域边缘平滑 78

4.3.3 更改数据分辨率 80

4.4 图像处理 81

4.4.1 图像预处理 81

4.4.2 图像配准 82

4.4.3 图像分析 84

4.4.4 矢量与栅格相互转换 86

思考题 87

5 表数据分析 88

5.1 关系表 88

5.1.1 关系模型 88

5.1.2 关系运算 90

5.1.3 关系表组织 91

5.2 表连接 93

5.2.1 按空间位置连接数据 93

5.2.2 地理信息属性表连接 95

5.2.3 CAD数据转换的属性表操作 97

5.3 属性域与属性字段 98

5.3.1 要素类与子类型 98

5.3.2 属性域 100

5.3.3 用属性字段要素控制管理 101

5.3.4 属性域编辑 102

5.4 数据表信息挖掘 105

5.4.1 信息挖掘问题 105

5.4.2 统计汇总 106

5.4.3 报表 108

5.4.4 知识发现 109

5.4.5 大数据 110

思考题 111

6 地形分析 112

6.1 地形分析原理 112

6.1.1 地形数据处理 112

6.1.2 生成DEM 113

6.2 基本地形分析 115

6.2.1 地形坡度分析 115

6.2.2 坡向分析 116

6.2.3 地形的其他分析 118

6.3 填挖方计算 119

6.3.1 地形设计 119

6.3.2 填挖计算 120

6.4 地貌分析 121

6.4.1 地貌识别 122

6.4.2 地貌分析应用 122

思考题 124

7 水文分析 125

7.1 水文分析功能与原理 125

7.1.1 水文分析功能 125

7.1.2 基础数据处理 128

7.2 水文分析方法 129

7.2.1 水文骨架分析 129

7.2.2 水流分析 133

7.2.3 等流时线 134

7.3 地下水分析 135

7.3.1 地下水分析方法 135

7.3.2 达西流 136

7.4 应用示例 137

7.4.1 河流水污染监测设计 137

7.4.2 城市防洪排水 138

思考题 139

8 三维分析 140

8.1 三维关系 140

8.1.1 三维分析特征 140

8.1.2 三维分析内容 141

8.1.3 三维体面体积 143

8.2 天际线相关分析 144

8.2.1 天际线分析 144

8.2.2 天际线分析示例 146

8.3 可见性分析 148

8.3.1 视域分析 148

8.3.2 视通和视线 150

8.3.3 视点分析 151

8.4 三维分析案例 153

8.4.1 管线碰撞分析 153

8.4.2 电视差转台空间优化布局 154

8.4.3 防空与侦察风险分析 154

思考题 155

9 空间分析 156

9.1 空间分析原理 156

9.1.1 空间分析目的 156

9.1.2 空间分布特征 158

9.2 多元分析 162

9.2.1 栅格数据分类 163

9.2.2 分类实施 164

9.2.3 ISO聚类 165

9.3 密度制图 166

9.3.1 人口分布 166

9.3.2 核密度 168

9.3.3 点密度 170

9.4 区域分析 171

9.4.1 区域分析方法 171

9.4.2 四区区划 173

思考题 177

10 网络分析 178

10.1 网络体系及数据结构 178

10.1.1 网络分析问题 178

10.1.2 网络类型 179

10.2 网络构建 180

10.2.1 网络构建的基本数据 180

10.2.2 网络分析步骤 181

10.3 地理网络分析 183

10.3.1 网络分析特征 183

10.3.2 网络基本分析 185

10.3.3 网络高级分析 188

10.4 几何网络分析 190

10.4.1 几何网络构成 190

10.4.2 逻辑网络 192

10.5 逻辑网络分析 194

10.5.1 网络追踪操作 194

10.5.2 逻辑网络分析应用 196

思考题 197

11 线性参考 198

11.1 线性参考问题 198

11.1.1 什么是线性参照 198

11.1.2 动态分段 200

11.1.3 线性参照应用 201

11.2 创建路径要素类 203

11.2.1 路径要素类 203

11.2.2 建立路径要素 204

11.3 处理路径事件 205

11.3.1 显示路径 205

11.3.2 查询路径要素 207

11.4 动态分段过程 207

11.4.1 路径事件 207

11.4.2 动态分段高级选项 208

11.4.3 路径数据变换更新 210

思考题 212

12 地理统计 213

12.1 地理统计问题 213

12.1.1 地理问题的统计特征 213

12.1.2 地理统计的应用 215

12.1.3 GIS下的地统计 217

12.2 数据检验 218

12.2.1 模型选择 218

12.2.2 交叉验证 221

12.2.3 邻域选择与模拟 222

12.2.4 数据检验示例 223

12.3 度量地理分布 224

12.3.1 点位分布度量 224

12.3.2 空间分布特征度量 226

12.3.3 空间分异特征 230

思考题 231

13 地图制图 232

13.1 地理制图问题 232

13.1.1 GIS制图特征 232

13.1.2 显示制图 233

13.2 制图样式与符号 235

13.2.1 制图样式 235

13.2.2 制图符号 236

13.3 页面布局 241

13.3.1 页面布局基本词汇 241

13.3.2 地图元素 244

13.3.3 地图册 246

13.4 三维地图制作 247

13.4.1 三维图制作原理 248

13.4.2 三维设置 249

13.4.3 三维动画 250

13.4.4 三维显示 252

13.5 时态数据制图 253

13.5.1 存储时态数据 253

13.5.2 时态制图 255

思考题 258

14 地理信息模型 259

14.1 地理信息模型问题 259

14.1.1 什么是地理信息模型 259

14.1.2 地理信息专题模型 260

14.2 空间问题建模 261

14.2.1 表达模型和过程模型 261

14.2.2 模型构建的一般过程 262

14.3 模型构建器 263

14.3.1 使用模型构建器 263

14.3.2 模型构建器和地理处理 265

14.4 模型示例 266

14.4.1 视觉景观安全格局 267

14.4.2 可见区与安全等级 268

14.4.3 生态安全格局 269

思考题 271

15 应用案例 272

15.1 退耕还林规划 272

15.1.1 技术解析 272

15.1.2 数据处理 273

15.1.3 退耕还林规划的延伸分析 273

15.2 优化选址 274

15.2.1 优化选址问题 274

15.2.2 学校选址空间分析 275

15.2.3 交通区位评价 276

15.3 太阳辐射 277

15.3.1 太阳辐射建模 277

15.3.2 太阳辐射的视域计算 278

15.3.3 太阳辐射应用 280

思考题 281

16 其他 282

16.1 地理信息分析 282

16.1.1 时间分布特征分析 282

16.1.2 组织结构特征 283

16.1.3 地理实体的景观生态描述 284

16.1.4 地理事物空间分布与变化特征 286

16.1.5 对人地关系的认识 287

16.2 GIS与智慧城市 288

16.2.1 城市管理信息系统 289

16.2.2 物联网 289

16.2.3 具有智慧的城市 290

16.3 用GIS技术解决专业问题的思路 291

16.3.1 理解计算机数据处理机制 291

16.3.2 专业问题的数据处理解析 292

参考文献 293