地理信息系统原理与实践PDF电子书下载

第1章 地理信息系统概论 1

1.1 地理信息系统的基本概念 1

1.2 地理信息系统的组成 4

1.3 地理信息系统的主要功能 5

1.4 地理信息系统的学科体系 7

1.4.1 地理信息系统的学科定义 7

1.4.2 地理信息系统的学科特点 8

1.4.3 地理信息系统的相关学科与技术 8

1.5 地理信息系统的发展 10

1.5.1 地理信息系统发展简史 10

1.5.2 我国GIS的发展 12

1.5.3 地理信息系统理论研究的前沿领域 13

1.6 本书案例 16

1.7 ArcGIS软件介绍 17

1.7.1 ArcGIS的结构体系 17

1.7.2 ArcGIS Desktop应用环境 20

第2章 GIS中的数据及其表达方法 30

2.1 数据含义与数据类型 30

2.1.1 现实世界中的空间要素 30

2.1.2 空间数据特征 32

2.1.3 空间数据的类型 33

2.1.4 空间数据的拓扑关系 34

2.2 空间数据模型 35

2.2.1 空间数据模型的基本概念 35

2.2.2 空间数据模型的类型 36

2.2.3 GIS空间数据模型的学术前沿 38

2.3 数据的测量尺度 41

2.4 地理信息系统的数据质量 43

2.4.1 数据质量的基本概念 43

2.4.2 空间数据质量评价 44

2.4.3 空间数据质量问题的来源 45

2.4.4 常见空间数据的误差分析 47

2.4.5 空间数据问题的检查方法 49

2.5 空间数据的元数据 50

2.5.1 元数据的概念及类型 51

2.5.2 空间数据元数据的应用 53

2.5.3 在地理信息系统中使用元数据的原因 54

案例 初识数据 55

第3章 空间参照系统和地图投影 71

3.1 地球的形状和大小 71

3.1.1 地球的形状 71

3.1.2 地球的大小 72

3.2 地球椭球体基本要素 72

3.2.1 地球椭球体 72

3.2.2 地图比例尺 73

3.2.3 高程 73

3.3 坐标系 74

3.3.1 地理坐标系 74

3.3.2 平面坐标系 75

3.3.3 直角坐标系的平移和旋转 75

3.4 地图投影的基本问题 77

3.4.1 地图投影的概念 77

3.4.2 地图投影的变形 77

3.4.3 地图投影的分类 78

3.4.4 地图投影的选择 80

3.4.5 世界地图的投影 81

3.4.6 半球地图的投影 85

3.4.7 分洲、分国地图常用投影 86

3.4.8 各大洲地图投影 88

3.4.9 中国各种地图投影 89

3.5 我国常用的地图投影选择 89

3.5.1 高斯-克吕格投影 89

3.5.2 亚尔勃斯投影 93

3.5.3 正轴等角割圆锥投影 93

3.6 面向数字地球的投影问题 94

案例 空间数据配准 94

第4章 空间数据的获取与处理 108

4.1 数据源种类 108

4.2 地理信息系统的数据采集 111

4.2.1 图形数据的采集 111

4.2.2 属性数据的采集 116

4.2.3 空间数据和非空间数据的连接 120

4.3 空间数据的编辑与录入后处理 121

4.3.1 误差或错误的检查与编辑 121

4.3.2 投影转换 123

4.3.3 数据格式的转换 124

4.3.4 图幅拼接 124

4.3.5 拓扑生成 125

案例 空间数据采集与获取 128

第5章 空间数据的组织与管理 143

5.1 空间区域框架及图层结构 143

5.2 GIS内部数据结构——矢量结构和栅格结构 144

5.2.1 地理数据的显式和隐式表示 144

5.2.2 地理实体的矢量数据结构及其编码 146

5.2.3 规则格网空间数据模型的栅格数据结构及其编码 153

5.3 空间数据库 158

5.3.1 地理信息系统与一般管理信息系统的比较 158

5.3.2 空间数据库 159

5.3.3 GIS中空间数据库的组织方式 160

5.3.4 常见的商业空间数据库管理系统 162

5.3.5 常见的开源空间数据库管理系统 163

案例 空间格式转换 165

第6章 空间分析 167

6.1 空间数据查询及量算 167

6.1.1 空间查询 167

6.1.2 空间量算 169

6.1.3 空间插值 173

6.2 栅格数据分析的基本方法 184

6.2.1 聚类、聚合分析 184

6.2.2 复合分析 185

6.2.3 追踪分析 188

6.2.4 窗口分析 189

6.3 矢量数据分析的基本方法 190

6.3.1 包含分析 190

6.3.2 缓冲区分析 191

6.3.3 叠置分析 195

6.3.4 网络分析 198

6.4 空间统计分类分析 202

6.4.1 主成分分析 203

6.4.2 层次分析 205

6.4.3 系统聚类分析 208

6.4.4 判别分析 212

案例 空间分析 214

第7章 数字地形模型与地形分析 226

7.1 概述 226

7.1.1 DTM和DEM 226

7.1.2 DEM的表示法 226

7.2 DEM的主要表示模型 227

7.2.1 规则格网模型 227

7.2.2 等高线模型 228

7.2.3 不规则三角网模型 230

7.2.4 层次模型 231

7.3 DEM模型之间的相互转换 231

7.3.1 不规则点集成生成TIN 231

7.3.2 格网DEM转成TIN 233

7.3.3 等高线转成格网DEM 234

7.3.4 利用格网DEM提取等高线 235

7.3.5 TIN转成格网DEM 236

7.4 DEM的建立 236

7.4.1 DEM数据采集方法 236

7.4.2 数字摄影测量获取DEM 237

7.4.3 DEM数据质量控制 238

7.5 基于DEM的三维空间分析 239

7.5.1 表面积计算 239

7.5.2 体积计算 241

7.5.3 坡度计算 242

7.5.4 坡向计算 244

7.5.5 剖面分析 245

7.5.6 可视性分析 247

7.5.7 谷脊特征分析 249

7.5.8 水文分析 250

7.6 DEM应用分析实例 253

7.6.1 格网DEM应用 253

7.6.2 三角网DEM分析应用 258

案例 利用DEM数据进行地形分析 260

第8章 空间数据的表现与产品输出 261

8.1 专题地图设计 261

8.1.1 专题地图的基本要素 261

8.1.2 制图区域范围的确定 262

8.1.3 图幅基本轮廓的设计 263

8.1.4 专题信息表现 263

8.1.5 地图符号的设计与制作 264

8.2 制图综合 271

8.2.1 制图综合的概念 272

8.2.2 影响制图综合的主要因素 272

8.2.3 制图综合的基本方法 274

8.3 地理信息的可视化 278

8.3.1 基本概念 278

8.3.2 地理信息的二维可视化 280

8.3.3 地理信息的三维可视化 281

8.3.4 虚拟地理环境 282

8.4 地理信息系统产品输出 283

8.4.1 地理信息输出系统 283

8.4.2 地理信息系统输出产品类型 284

8.4.3 电子地图系统简介 286

案例 地理信息系统的数据输出 290

第9章 地理信息系统标准化 316

9.1 地理信息系统标准化简介 316

9.1.1 地理信息系统标准化的内容 316

9.1.2 地理信息系统标准化的意义和作用 319

9.2 ISO/TC211地理信息标准 322

9.2.1 已完成的地理信息标准 322

9.2.2 正在制订的地理信息标准 330

9.3 开放式地理数据互操作规范——OpenGIS 332

9.3.1 开放式地理数据模型 332

9.3.2 OpenGIS服务 333

9.3.3 信息团体模型 334

9.4 国内外地理信息系统标准化组织 337

第10章 地理信息系统的行业应用 339

10.1 城市规划、建设管理 339

10.2 农业气候区划 342

10.3 大气污染监测管理 345

10.4 道路交通管理 348

10.5 地震灾害和损失估计 352

10.6 林业领域应用 354

10.7 社会公共安全与应急服务 357

10.8 医疗公共卫生 360

10.9 军事 363

第11章 GIS最新技术及数字地球 367

11.1 组件式GIS 367

11.1.1 组件式GIS的概念 367

11.1.2 组件式GIS的特点 368

11.1.3 组件式GIS的设计与开发 369

11.1.4 组件式GIS的发展 369

11.2 WebGIS 370

11.2.1 分布式地理信息系统 370

11.2.2 WebGIS 375

11.3 3S集成 380

11.3.1 遥感简介 380

11.3.2 GPS简介 381

11.3.3 GIS与遥感的集成及具体技术 382

11.3.4 RS与GPS的集成 383

11.3.5 GIS与GPS的集成及具体技术 383

11.3.6 3S集成综述 384

11.4 数字地球简介 385

11.4.1 数字地球的产生背景及其概念 385

11.4.2 数字地球的基本框架 385

11.4.3 数字地球的技术基础 386

11.4.4 数字地球的应用 388

参考文献 390