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1.1 “数字地球”的基本概念 1

1.1.1 “数字地球”概念的形成背景 1

第一章 “数字地球”概念与组成 1

1.1.2 “数字地球”概念的涵义 3

1.1.3 “数字地球”概念的影响 5

1.2 “数字地球”的主要组成 7

1.2.1 数据系统 7

1.2.2 软硬件系统 9

1.2.3 应用模型 10

1.3.1 “数字地球”的基本特点 11

1.3 “数字地球”的主要特点 11

1.3.2 “数字地球”的学科特点 12

1.3.3 “数字地球”的技术特点 13

1.3.4 “数字地球”的应用特点 15

参考文献 15

第二章 数字地球信息的描述与表达 17

2.1 地表特征的认知与抽象 17

2.1.1 地表特征的认知与抽象 17

2.1.2 地表特征的认知与抽象模型 25

2.2 基于要素的空间关系描述与表达 27

2.2.1 拓扑空间关系 28

2.2.2 方位空间关系 32

2.2.3 度量空间关系 35

2.3 数字地球信息的二维描述与表达 35

2.3.1 概述 35

2.3.2 基于栅格的描述与表达 35

2.3.3 基于矢量的描述与表达 38

2.3.4 矢栅一体化的描述与表达 41

2.4.1 概述 42

2.4 数字地球的三维描述与表达 42

2.4.2 基于面的三维几何表示 44

2.4.3 基于体的三维几何表示 47

2.4.4 混合数据结构概述 52

2.4.5 空间数据表达方式的对比与评价 55

参考文献 58

第三章 数字地球的相关理论与技术 60

3.1 对地观测技术 61

3.1.1 遥感技术的基本概念 62

3.1.2 遥感数据的分析处理 63

3.1.3 遥感信息的地学应用 68

3.2.1 全球定位系统的基本组件 72

3.2 全球定位系统 72

3.2.2 全球定位系统的工作原理 74

3.2.3 全球定位系统的定位方法 75

3.2.4 全球定位系统的定位误差 77

3.3 地理信息系统技术 79

3.3.1 地理信息系统的主要类型 79

3.3.2 地理信息系统的系统构成 80

3.3.3 地理信息系统的功能概述 82

3.3.4 分布式地理信息系统 83

3.4.1 宽带网络的基本概念 87

3.4 宽带网与虚拟现实技术 87

3.4.2 虚拟现实技术 88

参考文献 90

第四章 数字地球信息的获取与采集 91

4.1 地图数字化 92

4.1.1 地图数字化方式 92

4.1.2 数据分层 97

4.1.3 地图定向坐标变换 97

4.1.4 地图自动接边 100

4.1.5 地图数字化数据质量 101

4.1.6 地图自动矢量化——地图信息识别与提取技术 103

4.2 实地信息获取 104

4.2.1 常规测量 104

4.2.2 数字测量 105

4.2.3 GPS数据采集 106

4.3 摄影测量信息获取 108

4.3.1 解析摄影测量 108

4.3.2 数字摄影测量 109

4.4 遥感信息获取 113

4.4.1 多源传感器及遥感分辨率 113

4.4.2 多光谱遥感及信息获取 116

4.4.3 微波遥感及其信息获取 118

4.4.4 高光谱遥感及其信息获取 121

4.4.5 多源信息复合 122

参考文献 124

第五章 地球信息的存储与组织管理 126

5.1 地球信息的类型与特征 126

5.1.1 地球信息的类型 126

5.1.2 地球信息的特征 128

5.2 地球信息的存储方式 130

5.2.1 文件系统 130

5.2.2 数据库系统 132

5.2.3 地球信息的存储 137

5.3 地球信息的组织管理 139

5.3.1 多尺度与多要素 139

5.3.2 分块组织管理 140

5.3.3 无缝组织管理 143

5.3.4 分布式组织管理 152

参考文献 156

第六章 数字地球信息的传输与共享 157

6.1 共享数据的标准化和规范化 158

6.1.1 意义和作用 158

6.1.2 标准化与规范化 160

6.2 分布式对象与数据仓库 166

6.2.1 地球信息的分布式特征 166

6.2.2 分布式对象技术的应用 167

6.2.3 空间数据仓库 172

6.3 网络化条件与信息传输 175

6.3.1 “数字地球”中的Internet 175

6.3.2 “数字地球”与NII 177

6.3.3 互联网GIS技术 179

6.3.4 “数字地球”的信息传输技术 180

6.4.1 地理数据共享的解决方案 186

6.4 信息资源的共享与互操作 186

6.4.2 OGC与地理数据互操作 191

参考文献 200

第七章 地球信息的虚拟再现 202

7.1 虚拟现实简介 202

7.1.1 虚拟现实的基本概念 202

7.1.2 虚拟现实的分类 203

7.1.3 虚拟现实的关键技术 205

7.1.4 虚拟现实系统的构成 209

7.1.5 虚拟现实开发工具 214

7.2 地貌的三维再现 217

7.1.6 虚拟现实的意义 217

7.2.1 历史上的地貌描绘方法 218

7.2.2 三维数字地形模型的构建 219

7.2.3 地形模型的外观仿真方法 221

7.3特 殊地物的三维造型 224

7.3.1 树木造型 224

7.3.2 火焰与云雾的造型 225

7.3.3 建筑物的造型 226

7.4 地理专题信息与地理过程的可视化 226

7.4.1 概述 226

7.4.2 视觉化变量 227

7.4.3 地理专题信息的可视化 229

7.4.4 地理过程的可视化 229

7.5 系统集成与人机交互 230

7.5.1 系统集成 230

7.5.2 计算机三维显示的基本原理 231

7.5.3 人机交互技术 232

参考文献 235

第八章 数字地球信息的分析与建模 237

8.1.1 对象的度量 238

8.1 空间特征的度量 238

8.1.2 点群的度量 240

8.1.3 表面的度量 243

8.1.4 类型栅格的度量 244

8.1.5 连养栅格的度量 246

8.1.6 网络的度量 247

8.1.7 分形度量 248

8.2 空间分析 249

8.2.1 对象的空间分析 250

8.2.2 点群的空间分析 251

8.2.3 地形表面的空间分析 253

8.2.4 网络空间分析 255

8.2.5 栅格的空间分析 256

8.3 空间模型与模拟 257

8.3.1 空间模型的概念 257

8.3.2 地理遥感模型 258

8.3.3 两类地理模型 259

8.3.4 模拟的类型 260

参考文献 262

9.1 “数字地球”的创建策略 264

9.1.1 国际合作——“数字地球”创建的必由之路 264

第九章 “数字地球”的创建与应用 264

9.1.2 中国“数字地球”建设方针 265

9.2 “数字地球”的应用意义 266

9.2.1 战略意义 266

9.2.2 科学意义 267

9.2.3 社会意义 268

9.3 “数字地球”应用示范 269

9.3.1 数字城市 269

9.3.2 全球变化研究 280

9.4 “数字地球”应用前景 284

参考文献 287