上篇 GIS理论篇 3
第1章 地理信息系统概论 3
1.1 地理信息系统的基本概念 3
1.2 地理信息系统的组成 6
1.3 地理信息系统的主要功能 9
1.4 地理信息系统的学科体系 10
1.4.1 地理信息系统的学科定义 10
1.4.2 地理信息系统的学科特点 10
1.5 本书基础部分案例 11
第2章 地理信息系统的地理基础 12
2.1 地球椭球 12
2.1.1 大地水准面和大地球体 12
2.1.2 地球椭球体及其元素 13
2.1.3 总地球椭球 13
2.2 大地坐标系和空间直角坐标系 14
2.2.1 大地坐标系 14
2.2.2 空间直角坐标系 15
2.3 地图投影 15
2.3.1 地图投影的种类 15
2.3.2 高斯-克吕格投影 17
2.4 地形图分幅与编号 17
2.4.1 投影分带的概念 17
2.4.2 地形图分幅与编号概述 18
2.4.3 地理格网和方位角 19
第3章 空间数据的表达 22
3.1 空间数据 22
3.1.1 地图上的地理空间数据 22
3.1.2 空间数据的类型 23
3.1.3 空间数据的来源 24
3.1.4 空间数据的关系 24
3.2 GIS空间数据模型 25
3.2.1 场模型与栅格数据模型 25
3.2.2 要素模型与矢量数据模型 30
3.2.3 栅格数据与矢量数据间的转换 34
3.2.4 TIN数据模型 35
3.2.5 面向对象的空间数据模型：Geodatabase 36
3.3 GIS数据结构 38
3.3.1 基于栅格数据模型的数据结构 38
3.3.2 基于矢量数据模型的数据结构 40
第4章 空间数据的获取与处理 44
4.1 空间数据采集 45
4.1.1 图形数据的采集 45
4.1.2 属性数据的采集 51
4.1.3 空间数据和非空间数据的连接 52
4.1.4 空间数据转换 52
4.2 空间数据的编辑与录入后的处理 55
4.2.1 误差或错误的检查与编辑 56
4.2.2 投影转换 56
4.2.3 图幅拼接 58
4.2.4 数据裁切 59
4.2.5 拓扑生成 59
第5章 GIS数据组织与管理 61
5.1 空间区域框架与组织结构 61
5.1.1 空间区域框架 61
5.1.2 图层组织结构 62
5.1.3 地理实体信息框架 63
5.2 空间数据格式 64
5.2.1 ESRI的几种空间数据格式 64
5.2.2 基于关系型空间数据组织 72
5.3 元数据 74
5.3.1 空间元数据定义及其作用 74
5.3.2 空间元数据的分类 75
5.3.3 空间数据元数据中所用到的概念 76
5.3.4 空间数据元数据的标准 77
5.3.5 空间数据元数据的应用 78
5.3.6 空间数据元数据的获取与管理 78
第6章 GIS空间分析 80
6.1 空间数据基本分析 80
6.1.1 空间查询 80
6.1.2 空间数据量算 81
6.1.3 叠加分析 83
6.2 矢量数据分析 83
6.2.1 叠加分析 83
6.2.2 缓冲区分析 87
6.2.3 空间插值 88
6.2.4 网络分析 91
6.3 栅格数据分析 92
6.3.1 栅格数据的聚类、聚合分析 92
6.3.2 栅格数据的信息复合分析 94
6.3.3 栅格数据的追踪分析 95
6.3.4 栅格数据的窗口分析 97
6.3.5 基于DEM的地形分析 99
6.4 空间统计分类分析 103
6.4.1 主成分分析 103
6.4.2 层次分析 103
6.4.3 系统聚类分析 106
6.4.4 判别分析 108
第7章 空间数据的表现与产品输出 110
7.1 专题地图设计 111
7.1.1 专题地图的基本要素 111
7.1.2 制图区域范围的确定 112
7.1.3 图幅基本轮廓的设计 112
7.1.4 专题信息表现 113
7.1.5 地图符号的设计与制作 114
7.2 地理信息的可视化 116
7.2.1 基本概念 116
7.2.2 地理信息的二维可视化 118
7.2.3 地理信息的三维可视化 119
7.3 地理信息系统产品输出 120
7.3.1 地理信息系统输出产品类型 120
7.3.2 电子地图 121
下篇 GIS行业应用篇 127
第8章 国内外常用GIS软件介绍 127
8.1 ESRI公司的ArcGIS系列 127
8.1.1 ArcGIS简介 128
8.1.2 ArcGIS的结构体系 128
8.1.3 ArcGIS的特点 133
8.2 ESRI公司的ArcView软件 135
8.2.1 ArcView简介 135
8.2.2 AreView的组成 136
8.2.3 ArcView的特点 137
8.3 Pitney Bowes Business Insight公司的MapInfo软件 137
8.3.1 MapInfo简介 138
8.3.2 MapInfo的组成 138
8.3.3 MapInfo的特点 144
8.4 美国Intergraph公司的GeoMedia系列软件 147
8.4.1 GeoMedia系列软件简介 147
8.4.2 美国Intergraph公司的系列软件体系结构 148
8.4.3 GeoMedia的特点 151
8.5 Skyline公司的Skyline TerraSuite软件体系 152
8.5.1 Skyline TerraSuite产品简介 152
8.5.2 产品体系结构 153
8.5.3 产品特点 156
8.6 Autodesk公司的AutoCAD Map 3D软件 156
8.6.1 Autodesk公司的GIS系列软件简介 157
8.6.2 AutoCAD Map 3D 158
8.6.3 Autodesk MapGuide 160
8.6.4 Autodesk Topobase 165
8.6.5 Autodesk LandXplorer 165
8.6.6 AutoCAD Raster Design 166
8.7 中地数码集团的MapGIS产品 167
8.7.1 MapGIS简介 168
8.7.2 MapGIS的体系结构 168
8.7.3 MapGIS产品特点 170
8.8 超图公司的SuperMap GIS系列产品 171
8.8.1 SuperMap产品简介 172
8.8.2 SuperMap产品体系结构 173
8.8.3 SuperMap软件特点 179
第9章 GIS在地理学中的应用 181
9.1 GIS在地理学中的应用方向 181
9.1.1 GIS制图与分析 182
9.1.2 资源的调查与管理 183
9.1.3 灾害管理 186
9.1.4 区域规划与管理 187
9.2 案例1——GIS在土地利用及景观格局变化、模拟中的应用 187
9.2.1 项目技术方案 188
9.2.2 案例实施过程 195
9.3 案例2——GIS在生态系统健康评估中的应用 206
9.3.1 项目技术方案 207
9.3.2 项目实施过程 211
第10章 GIS在农业中的应用 233
10.1 GIS在农业中的应用方向 233
10.1.1 GIS在农业资源调查中的应用 234
10.1.2 GIS在农作物估产中的应用 234
10.1.3 GIS在精准农业中的应用 237
10.1.4 GIS在耕地地力评价中的应用 238
10.1.5 GIS在农业灾害监测中的应用 238
10.2 案例1——GIS在农业资源调查中的应用 240
10.2.1 遥感影像几何校正 240
10.2.2 大豆空间分布数据采集 244
10.2.3 大豆重茬面积计算 248
10.3 案例2——GIS在农作物估产中的应用 252
10.3.1 遥感影像校正 252
10.3.2 水稻空间分布数据的采集与面积计算 256
10.3.3 水稻总产预测 258
第11章 GIS在林业中的应用 265
11.1 GIS在林业中的应用概述 266
11.1.1 GIS在林业专题图制作中的应用 266
11.1.2 GIS在森林资源调查与监测中的应用 267
11.1.3 GIS在森林资源管理中的应用 270
11.1.4 林业地理信息系统的建立与应用 274
11.2 案例1——GIS在森林资源二类调查与林业专题图制作中的应用 276
11.2.1 技术方案 276
11.2.2 案例操作过程 283
11.3 案例2——GIS在森林火险评估及森林火灾损失评估中的应用 295
11.3.1 技术方案 297
11.3.2 案例操作过程 300
第12章 GIS在环境科学领域的应用 308
12.1 GIS在环境科学中的应用方向 308
12.1.1 GIS在环境科学中的应用优势分析 309
12.1.2 GIS在环境科学中的应用方向 310
12.2 工业污染源大气污染扩散模拟及大气影响评价 316
12.2.1 研究区概况 317
12.2.2 项目技术与实施方案 317
12.2.3 项目实施过程 325
12.3 GIS在大气泄漏事故环境风险预测系统中的应用 346
12.3.1 背景 346
12.3.2 研究方法 347
12.3.3 评价过程 350
第13章 GIS在交通领域的应用 357
13.1 GIS在交通领域的应用方向 357
13.1.1 GIS在交通规划中的应用 358
13.1.2 GIS在交通建设尤其是公路建设中的应用 362
13.1.3 GIS在交通设施管理中的应用 363
13.1.4 GIS在交通运输管理中的应用 365
13.1.5 GIS在智能运输系统中的应用 365
13.1.6 GIS在城市道路设计中的应用 365
13.2 案例1——GIS在广州市智能交通管理中的应用 365
13.2.1 背景 365
13.2.2 研究方法 366
13.2.3 GIS-T的高层应用 369
13.3 案例2——基于GIS的呼和浩特市公交查询系统的设计 369
13.3.1 背景 369
13.3.2 研究方法 370
13.3.3 公交查询系统的实现 371
13.4 案例3——GIS基础数据在交通规划建模中的应用（以TransCAD为例） 372
13.4.1 背景 372
13.4.2 模型的导入 373
13.4.3 模型的设置 374
13.4.4 模型的简单应用 375
13.5 总结 376
第14章 GIS在物流管理领域的应用 377
14.1 GIS在现代物流管理中的应用方向 378
14.1.1 运输配送 378
14.1.2 动态监管 381
14.1.3 信息管理 383
14.1.4 未来的应用趋势 383
14.2 案例1——GIS在物流配送中的应用 386
14.2.1 构建道路几何网络 386
14.2.2 最优路径分析 395
14.3 案例2——GIS在物流中心选址中的应用 398
14.3.1 派生数据 400
14.3.2 重分类数据 403
14.3.3 综合选址分析 406
第15章 GIS在电力领域的应用 408
15.1 电力GIS的发展现状 409
15.1.1 传统的电力GIS 409
15.1.2 电力AM/FM/GIS 410
15.1.3 国内外应用现状对比 410
15.2 GIS在电力领域中的应用方向 411
15.2.1 电力设备管理 411
15.2.2 电网运行 413
15.2.3 调度管理与维护 414
15.2.4 输变电管理 416
15.2.5 配电网规划 417
15.2.6 营销管理 418
15.3 案例1——GIS在电力统计中的应用 420
15.3.1 风电场空间布局及查询统计 420
15.3.2 发电装机容量分布图 429
15.3.3 发电装机容量构成分布图 431
15.3.4 发电充裕度指标分级图 434
15.4 案例2——GIS在输电线路工程环境影响评价中的应用 435
15.4.1 输电线沿线植被类型空间分布 435
15.4.2 输电线路沿线自然保护区分布（以甘肃省段为例） 440
15.4.3 敏感区影响预测及保护措施 444
第16章 GIS在水文与水务领域的应用 445
16.1 GIS在水文水资源中的应用方向 445
16.1.1 水资源评价与规划 445
16.1.2 水资源管理 446
16.1.3 水文模拟及水文分析 447
16.1.4 防洪减灾 449
16.1.5 水环境监测和水资源保护 451
16.1.6 水土保持 452
16.2 GIS在水务领域中的应用方向 452
16.2.1 建立城市地下管网GIS的必要性 453
16.2.2 GIS在地下管网管理中的作用 454
16.2.3 GIS在给排水管网应用中的情景分析 455
16.3 案例1——GIS在水资源水文分析及旱涝气候区划中的应用 457
16.3.1 水资源水文分析 457
16.3.2 河南省旱涝气候区划 468
16.4 案例2——GIS在洪水灾害评估中的应用 474
16.4.1 洪水淹没模拟分析 474
16.4.2 洪水灾害风险评估 476
第17章 GIS在公共安全领域的应用 478
17.1 综合应急管理过程中的重要环节 479
17.1.1 评估规划 479
17.1.2 预防准备 479
17.1.3 快速反应 479
17.1.4 灾情缓解 480
17.1.5 恢复重建 480
17.2 GIS在城市公共安全领域的应用 480
17.2.1 风险隐患监测防控 481
17.2.2 预案制定、评估与调整 481
17.2.3 公共安全应急决策 481
17.2.4 公共安全应急指挥 482
17.2.5 公共安全应急评估 483
17.2.6 公共安全模拟演练 483
17.3 案例1——GIS在城市公共安全综合应急救援中的应用 484
17.3.1 化工厂毒气泄漏分析决策 484
17.3.2 城市道路积水应急管理分析 490
17.3.3 城市应急避难场所的选择 494
17.4 案例2——GIS在犯罪制图中的应用 496
17.4.1 GIS在犯罪制图中的应用方向 496
17.4.2 举例——犯罪热点分析 497
参考文献 502