1.1 地理信息系统的基本概念 1
一、信息与信息技术 1
第1章 绪论 1
二、地理数据与地理信息的基本特征 2
三、信息系统的主要类型 2
四、地理信息系统的定义和主要类型 3
1.2 地理信息系统的构成和功能 4
一、地理信息系统的构成 4
二、地理信息系统的主要功能 8
1.3 地理信息系统的研究内容 13
一、基本理论研究 13
二、技术系统研究 13
1.4 地理信息系统的相关学科和技术 14
三、应用方法研究 14
1.5 地理信息系统的发展概况 16
一、地理信息系统发展的科学技术背景 16
二、地理信息系统的发展简史 16
1.6 地理信息系统的应用领域 20
小结 23
思考题 23
第2章 地球空间与空间数据基础 24
2.1 从数字地球到数字城市 24
一、数字地球的概念 24
二、数字地球的核心技术和系统框架 25
三、中国数字地球计划和数字中国 27
四、数字城市、数字小区与地理信息系统 28
一、地理空间现象与地理系统 31
2.2 地理现象与地理空间的数据表达 31
二、地理空间认知模型 32
三、地图对地理空间的描述 36
四、遥感影像对地理空间的表述 38
五、地理信息的数字化表述 40
2.3 地理空间坐标系与地图投影 41
一、在椭球面上表示点位置的坐标系统 41
二、椭球的定位 44
三、地图投影的概念 45
四、地理信息系统中常用的地图投影 48
五、地图的分幅与编号 52
2.4 空间数据特征和类型 55
一、GIS空间数据的基本特征 55
二、空间数据的类型及其抽象表示 57
三、空间数据的拓扑关系 58
四、空间数据的不确定性 61
2.5 空间数据获取与变换 62
一、主要空间数据源及其获取 62
二、空间数据的尺度 66
三、空间数据的变换（转换） 67
2.6 空间数据的元数据 68
一、元数据的概念及其重要性 68
二、空间数据元数据的概念和标准 72
三、空间数据元数据的获取与管理 74
四、空间数据元数据的应用 75
小结 77
思考题 78
3.1 概述 79
一、数据模型和数据结构的概念 79
第3章 空间数据结构与数据库 79
二、数据管理与数据库 80
3.2 从传统数据库到空间数据库 81
一、传统数据库及其数据模型 81
二、空间数据库的结构模式 85
三、面向对象的数据库系统 87
3.3 空间数据模型与数据组织 98
一、空间数据模型发展现状 98
二、对象模型与场（域）模型 99
三、空间数据模型 101
3.4 空间数据结构与数据编码 104
一、矢量数据结构及其编码 105
二、栅格数据结构及其编码 111
三、栅格—矢量一体化数据结构 116
四、镶嵌数据结构 128
五、四叉树和八叉树数据结构 133
六、超图数据结构 144
小结 149
思考题 150
第4章 空间数据采集与处理 151
4.1 空间数据的采集与组织 151
一、图形数据的输入 151
二、属性数据的输入 155
三、GIS数据的检核与编辑 155
四、拓扑关系的建立 158
五、空间数据与属性数据的连接 160
4.2 空间数据的处理 161
一、图幅数据几何纠正 162
二、地图投影变换 163
三、空间数据压缩处理 165
四、图幅拼接 167
五、区域分割 170
六、空间数据格式转换 173
七、数据更新 176
4.3 空间数据的索引 177
一、实体范围索引 178
二、格网索引 179
三、四叉树空间索引 179
四、R树与R＋树空间索引 180
五、CELL树空间索引 182
4.4 GPS、RS和GIS技术的集成 182
一、3S技术集成的概念 183
二、3S技术集成中的理论和关键技术 184
三、3S技术的实用集成模式 185
四、3S的整体集成 189
4.5 空间数据质量分析与控制 191
一、空间数据质量的概念和内容 191
二、空间数据质量问题的来源 193
三、常见的空间数据源的误差分析 196
四、空间数据位置不确定性的评价模型 199
五、空间数据处理中误差的传播 201
六、空间数据质量的控制 203
小结 205
思考题 205
第5章 空间分析 207
5.1 综合属性数据分析 208
一、数学和逻辑运算 208
三、属性信息的统计分析 210
二、单变量分级分析 210
四、空间信息分类 211
5.2 空间查询分析 214
一、几何参数量算与查询 214
二、空间定位查询 216
三、空间关系查询 216
四、基于属性特征的查询 218
五、基于空间关系和属性特征的查询 218
5.3 缓冲区分析 219
一、基本概念 219
二、缓冲区的生成 220
三、特殊情况下的缓冲区生成问题 221
5.4 空间叠置分析 223
一、矢量数据的叠置分析 224
二、栅格数据的叠置分析 227
5.5 网络分析 229
一、基本概念 229
二、网络的基本要素 229
三、网络要素的属性表示 231
四、路径分析 233
五、资源分配 234
六、网络分析应用实例 235
5.6 DTM与三维地形分析 236
一、DTM的概念与作用 236
二、DTM数据源与采集方法 237
三、DTM的表达模型及其转换 239
四、空间拟合和内插 242
五、基于DTM的三维地形分析 248
小结 256
思考题 257
第6章 空间资料的可视化与自动制图 258
6.1 概述 258
6.2 普通地图与影像地图制图 259
一、地图符号及其分类 259
二、GIS中地图符号的实现 260
三、地形要素的制图表示 266
四、地图整饰 266
五、影像地图的制图 267
6.3 专题地图制图 268
一、专题地图的基本类型 268
二、专题要素的表示方法 269
三、GIS中专题要素的符号化 273
四、GIS专题地图的实现 274
一、空间数据的多尺度特征 275
6.4 空间数据的多尺度特征与自动综合 275
二、空间资料的自动综合方法 279
6.5 三维动态显示与虚拟现实 285
一、真实感地形的生成与显示 285
二、地物的三维表示 292
三、基于OpenGL的三维景观动态显示 293
四、虚拟现实与空间数据可视化 296
小结 298
思考题 298
第7章 GIS工程与应用 299
7.1 GIS工程建设与设计 299
一、概述 299
二、GIS工程建设的原则与路线 299
四、GIS硬件工程 301
三、GIS工程中的人员配置与管理 301
7.2 GIS软件开发 304
一、开发路线和体系结构 304
二、GIS需求分析 306
三、系统设计与实施 307
四、用户界面设计与开发 309
五、数据库设计 309
六、功能设计与模块开发 310
七、GIS的二次开发 311
八、GIS产品的评价与测试 311
7.3 GIS的应用模式与方法 313
一、GIS的应用模式 313
二、GIS应用的层次 314
三、GIS与专业模型的结合 314
四、GIS与决策支持 317
7.4 GIS标准化 318
一、GIS标准化的意义和作用 318
二、GIS标准化的内容 321
三、ISO/TC211地理信息标准 324
四、中国的地理信息系统标准化现状 325
7.5 GIS应用实例 327
一、在测绘与制图中的应用 328
二、土地信息系统（LIS） 329
三、城市GIS与政府GIS 331
四、矿区资源环境信息系统 334
五、GIS的其他应用领域综述 336
小结 340
思考题 341
一、计算机网络系统及其实现 343
第8章 GIS的发展与展望 343
8.1 GIS的网络工程与WebGIS 343
二、Web GIS——网络技术与GIS的结合 346
三、网络GIS设计和标准 347
四、Web GIS的实现技术 348
五、Web GIS的软件产品 351
8.2 GIS互操作与开放式GIS 352
一、GIS的互操作 352
二、开放的地理信息数据互操作规范——OGIS 355
三、开放式地理信息系统（OpenGIS）及其实现 356
8.3 组件式GIS 358
一、组件与COM技术 358
二、Com GIS的概念与特点 360
三、Com GIS设计与开发 360
四、主要Com GIS产品简介 361
五、Com GIS与Web GIS 363
8.4 三维和动态空间GIS的发展动态 363
一、三维GIS的基本概念 364
二、三维数据模型与数据结构 365
三、时态GIS 367
四、多维动态GIS的发展 369
8.5 关于第四代GIS的一些思考 369
一、目前GIS软件的技术特点与不足 369
二、第四代GIS软件技术 371
三、第四代GIS与GIS的发展 372
小结 374
思考题 375
参考文献 376