第一章 GIS概述 1
第一节 GIS的定义 1
一、系统与信息系统 2
二、地理信息、数字地理信息与地理信息技术 2
三、GIS的定义 4
四、GIS的类型 7
第二节 GIS的结构与功能 8
一、GIS的结构 8
二、GIS的功能 10
第三节 GIS的起源、发展现状与趋势 11
一、GIS的起源与发展 11
二、GIS的未来 14
第四节 GIS与相关学科的关系 17
一、相关学科发展促进GIS的进展 17
二、GIS在环境科学中的作用 20
第五节 GIS应用及其案例 24
一、GIS应用领域 24
二、GIS应用案例 25
［作业］ 26
第二章 GIS空间表达基础 27
第一节 GIS地理空间基础 27
一、环境空间要素 27
二、其他空间概念 29
第二节 GIS地图学基础 31
一、GIS参照系 31
二、地图投影 34
三、地图 38
四、地图坐标转换 40
一、几个基本概念 43
第三节 GIS空间信息组织 43
二、以数据为基础的信息组织 45
三、以关系为基础的信息组织 47
四、以操作系统为基础的信息组织 51
五、以应用体系为基础的信息组织 51
第四节 环境空间概念模型 53
一、概念模型的表达 53
二、域模型 55
三、对象模型 57
第五节 GIS数据源与环境空间采样 59
一、GIS数据源 59
二、GIS空间采样 61
［作业］ 66
一、矢量数据模型及其类型 67
第一节 矢量数据模型 67
第三章 矢量数据 67
二、矢量拓扑关系的表示 73
三、栅格数据矢量化 75
四、矢量数据模型评述 76
第二节 矢量数据获取：地图数字化 76
一、地图矢量数字化 76
二、地图数字化方法 79
三、数字地图编辑和质量保证 83
第三节 弧线简化、平滑与求交算法 85
一、弧线简化与平滑 85
二、弧线求交 86
第四节 GPS：一种全新的矢量数据源 88
一、GPS概述 88
二、GPS定位原理 89
三、GPS定位中需要考虑的问题 90
［作业］ 95
第四章 地理数据库 96
第一节 数据库基础 96
一、数据库概述 96
二、数据库管理模型 97
三、数据库性质 101
第二节 建造地理数据库 103
一、地理空间数据组织 103
二、地理数据库设计 105
三、属性数据录入与查询 111
第三节 结构化查询语言（SQL） 112
一、SQL概述 112
二、SQL基本语法 113
三、SQL空间数据扩充 115
第四节 分布式地理数据库 118
一、分布式数据库概述 118
二、分布式数据库设计 122
第五节 海量地理数据与地理数据仓库 124
一、海量数据 124
二、数据仓库 125
［作业］ 131
第五章 空间分析 132
第一节 空间分析概述 132
一、空间分析的定义与内容 132
二、空间分析的类型与步骤 133
三、空间模式分析与模拟 134
一、环境空间度量 136
第二节 空间几何分析 136
二、环境空间位置匹配 137
第三节 网线分析 138
一、网线分析基础 138
二、网线分析应用 140
第四节 空间叠加分析 142
一、单要素空间叠加分析 142
二、缓冲区分析与邻域分析 147
三、多要素空间分析 148
第五节 空间查询与空间索引 151
一、空间查询 151
二、空间索引 151
第六节 空间点模式分析 154
一、空间点模式分析概述 154
二、空间点模式分析方法 156
［作业］ 160
第六章 栅格数据 161
第一节 栅格数据模型 162
一、栅格数据模型要素 162
二、栅格数据输入与压缩编码 165
三、四叉树编码及其应用 170
四、栅格化 175
第二节 栅格数据分析 176
一、地图代数运算 176
二、栅格地图叠加 180
第三节 空间自相关与自回归分析 182
一、空间自相关 182
二、空间回归模型 185
［作业］ 185
第一节 TIN模型 187
一、TIN概述 187
第七章 TIN模型与表面分析 187
二、创建TIN模型 188
三、TIN数据结构 194
四、TIN评述 196
第二节 数字地面模型与表面分析 196
一、数字地面模型 196
二、DEM应用 200
第三节 空间插值 205
一、空间插值概述 205
二、主要空间插值方法 207
三、确认空间插值有效性 213
［作业］ 214
一、面向对象空间数据模型概述 216
第一节 面向对象空间数据模型：Geodatabase 216
第八章 面向对象的数据模型与数据库 216
二、Geodatabase体系结构 219
三、Geodatabase的实现 223
四、面向对象的3D空间数据模型 225
第二节 空间数据引擎：ArcSDE 225
一、SDE概述 225
二、ArcSDE体系结构 227
三、ArcSDE空间存储与空间索引 229
第三节 基于UML的面向对象地理数据库设计 233
一、UML简介 233
二、面向对象数据库（ODBMS） 236
三、面向对象的地理信息系统（OOGIS） 239
［作业］ 245
第一节 空间数据挖掘 246
一、数据挖掘概述 246
第九章 空间数据挖掘与决策支持 246
二、数据挖掘中的数据处理 249
三、数据挖掘技术 250
四、空间数据挖掘 252
五、空间数据挖掘与空间决策支持 256
第二节 空间决策支持系统 257
一、决策支持系统 257
二、空间决策支持系统 260
第三节 环境空间决策模型及其发展 262
一、空间决策模型类型 263
二、时间过程模拟与动态空间决策 265
三、人工智能与空间决策支持集成 271
［作业］ 275
一、计算机网络及其分层 276
第一节 计算机网络基础 276
第十章 网络GIS 276
二、宽带技术 279
三、客户端／服务器体系结构和中间件技术标准 280
第二节 XML及其应用 283
一、SGML、HTML和XML 283
二、XML文档编辑、处理和显示 285
三、XML应用程序 287
四、转换遥感图像为XML代码 289
第三节 Internet GIS 291
一、Internet GIS概述 291
二、基于服务器实现和基于客户端实现 293
三、网络地图发布需要考虑的问题 298
四、ArcIMS和ArcServer 299
［作业］ 308
一、地理信息输出方式 309
第一节 地理信息输出 309
第十一章 地理信息输出与环境虚拟 309
二、地理制图 310
第二节 虚拟地理环境 314
一、虚拟现实 314
二、虚拟环境的实现 317
三、南开大学校园环境的虚拟实现 318
［作业］ 326
第十二章 地理信息标准 327
第一节 元数据 327
一、元数据基本概念 327
二、元数据标准 329
三、元数据工具与创建 332
第二节 空间数据质量 334
一、空间数据质量概念 334
二、空间数据质量描述 335
三、空间数据误差与误差分析 337
第三节 空间不确定性分析 341
一、空间不确定性 341
二、数据不确定性 342
三、规则不确定性 343
四、控制与管理空间不确定性 344
第四节 Open GIS 344
一、Open GIS概述 344
二、开放的地理数据互操作规范（OGIS） 346
第五节 GIS标准 351
一、GIS标准概述 351
二、ISO/TC211地理信息标准 353
［作业］ 355
一、GIS工具选择 356
第一节 GIS的操作性应用 356
第十三章 GIS应用与开发 356
二、GIS操作步骤与应用领域 358
三、一个实例：基于GIS北京城郊农田土地评价 361
第二节 GIS项目规划和实现管理 365
一、实现GIS项目的一般策略 365
二、GIS战略规划（需求分析） 366
三、GIS应用系统的设计 367
四、GIS应用系统的实现和管理 368
五、GIS应用系统的开发方法 370
第三节 面向对象GIS的实现 375
一、基于地图模型GIS的评述 375
二、面向对象分析与设计的原则 375
三、面向对象分析与设计中的微观过程 376
四、面向对象GIS的空间模型 378
［作业］ 379
第十四章 GIS新进展 380
第一节 时空一体化数据模型 380
一、时间模型表达 380
二、时空一体化模型 381
第二节 移动GIS技术 384
一、移动信息传输技术 384
二、移动GIS 385
第三节 数字地球 389
一、数字地球概述 389
二、数字地球原型与实现 391
三、未来数字地球 394
［作业］ 397
参考文献 398
后记 408