第1章 概论 1
1.1 GIS基本概念 1
1.1.1 信息与地理信息 1
1.1.2 信息系统 3
1.1.3 地理信息系统 3
1.1.4 地理信息系统外延 5
1.2 GIS的组成 6
1.2.1 硬件系统 6
1.2.2 软件系统 7
1.2.3 空间数据 8
1.2.4 地学模型 10
1.2.5 应用人员 10
1.3 GIS功能 11
1.3.1 基本功能需求 11
1.3.2 GIS的基本功能 12
1.3.3 GIS应用功能 14
1.4 GIS与其他学科的关系 15
1.4.1 与相关学科关系 15
1.4.2 与其他信息系统区别与联系 17
1.5 GIS应用范畴 18
1.6 地理信息系统发展历程 20
专业术语 23
复习思考题 23
第2章 地理空间数学基础 24
2.1 地球空间概述 24
2.1.1 地球形状与地球椭球 24
2.1.2 坐标系统 26
2.1.3 高程基准 29
2.2 空间数据投影 31
2.2.1 地图投影的基本问题 31
2.2.2 地图投影的分类 33
2.2.3 常用地图投影概述 35
2.2.4 地图投影的选择 37
2.3 空间坐标转换 38
2.3.1 空间坐标转换基本概念 38
2.3.2 空间直角坐标的转换 38
2.3.3 投影解析转换 39
2.3.4 数值拟合转换 40
2.4 空间尺度 40
2.4.1 观测尺度 41
2.4.2 比例尺 41
2.4.3 分辨率 42
2.4.4 操作尺度 43
2.5 地理格网 43
2.5.1 地理格网标准 44
2.5.2 区域划分标准 45
2.5.3 国家基本比例尺地形图标准 47
专业术语 49
复习思考题 49
第3章 空间数据模型 50
3.1 地理空间与空间抽象 50
3.1.1 地理空间与空间实体 50
3.1.2 空间认知和抽象 51
3.2 空间数据的概念模型 52
3.2.1 对象模型 53
3.2.2 场模型 54
3.2.3 网络模型 55
3.2.4 时空模型 55
3.2.5 多维模型 57
3.2.6 概念模型的选择 58
3.3 空间数据的逻辑模型 59
3.3.1 逻辑模型的设计 59
3.3.2 逻辑模型的表示 61
3.3.3 物理模型 63
3.4 空间数据与空间关系 64
3.4.1 空间数据类型及其表示 64
3.4.2 空间关系 68
专业术语 72
复习思考题 72
第4章 空间数据结构 74
4.1 矢量数据结构 74
4.1.1 实体数据结构 74
4.1.2 拓扑数据结构 75
4.1.3 网络数据结构 79
4.2 栅格数据结构 81
4.2.1 完全栅格数据结构 82
4.2.2 压缩栅格数据结构 82
4.2.3 链码数据结构 86
4.2.4 影像与切片金字塔数据结构 87
4.3 矢量数据与栅格数据的融合与转换 88
4.3.1 栅格数据与矢量数据结构的比较 88
4.3.2 矢栅一体化数据结构 89
4.3.3 矢量数据与栅格数据结构的转换 90
4.4 镶嵌数据结构 92
4.4.1 Voronoi数据结构 92
4.4.2 TIN数据结构 94
4.5 多维数据结构 95
4.5.1 多维数据的特征 95
4.5.2 多维数据结构 96
专业术语 99
复习思考题 99
第5章 空间数据组织与管理 100
5.1 空间数据库概述 100
5.1.1 数据库基础 100
5.1.2 空间数据库 101
5.2 空间数据库设计 102
5.2.1 空间数据库的设计内容 102
5.2.2 空间数据库的设计步骤 103
5.3 空间数据特征与组织 104
5.3.1 空间数据的基本特征 104
5.3.2 空间数据组织 106
5.3.3 属性数据组织 109
5.4 空间数据管理 111
5.4.1 矢量数据的管理 111
5.4.2 栅格数据的管理 113
5.4.3 时空大数据管理 115
5.4.4 空间数据库引擎 117
5.5 空间数据检索 118
5.5.1 空间数据索引概述 118
5.5.2 空间数据索引算法 118
5.5.3 空间数据库查询语言 122
专业术语 124
复习思考题 124
第6章 空间数据采集与处理 125
6.1 概述 125
6.1.1 数据源分类 125
6.1.2 数据源特征 126
6.1.3 空间数据采集与处理的基本流程 128
6.2 数据采集 130
6.2.1 空间数据采集 130
6.2.2 属性数据的采集 138
6.3 数据编辑与拓扑关系 141
6.3.1 数据编辑 141
6.3.2 拓扑关系 143
6.4 数学基础变换 146
6.4.1 几何纠正 146
6.4.2 坐标变换 148
6.4.3 栅格数据重采样 150
6.5 数据重构 151
6.5.1 数据结构转换 151
6.5.2 数据格式转换 152
6.6 图形拼接 155
6.7 数据压缩 157
6.8 数据质量评价与控制 158
6.8.1 空间数据质量的相关概念 158
6.8.2 空间数据质量评价 160
6.8.3 空间数据的误差源及误差传播 161
6.8.4 误差类型分析 162
6.8.5 空间数据质量的控制 163
6.9 数据入库 164
6.9.1 数据入库流程 164
6.9.2 元数据及其作用 166
专业术语 167
复习思考题 167
第7章 GIS基本空间分析 169
7.1 空间分析概述 169
7.1.1 空间分析的概念 169
7.1.2 空间分析的类型 170
7.2 空间对象的基本度量方法 171
7.2.1 几何度量 172
7.2.2 距离量算 175
7.2.3 方向量算 177
7.3 叠置分析 178
7.3.1 矢量数据的叠置分析 178
7.3.2 栅格数据的叠置分析 181
7.4 缓冲区分析 185
7.4.1 矢量缓冲区分析 185
7.4.2 栅格缓冲区分析 187
7.5 窗口分析 190
7.5.1 窗口分析概述 190
7.5.2 分析窗口的类型 191
7.5.3 窗口分析的类型 192
7.6 网络分析 193
7.6.1 矢量网络分析 194
7.6.2 栅格网络分析 199
专业术语 200
复习思考题 200
第8章 DEM与数字地形分析 201
8.1 基本概念 201
8.1.1 数字高程模型 201
8.1.2 数字地形分析 202
8.2 DEM建立 203
8.2.1 DEM建立的一般步骤 203
8.2.2 格网DEM的建立 203
8.2.3 TIN的建立 204
8.2.4 等高线的建立 206
8.2.5 DEM内插方法 206
8.3 数字地形分析 208
8.3.1 基本因子分析 208
8.3.2 地形特征分析 215
8.3.3 流域分析 219
8.3.4 可视性分析 220
8.3.5 黄土高原建模与分析 222
专业术语 226
复习思考题 226
第9章 GIS空间统计分析 227
9.1 空间统计概述 227
9.1.1 基本概念 227
9.1.2 主要分析内容 228
9.2 基本统计量 228
9.2.1 代表数据集中趋势的统计量 228
9.2.2 代表数据离散程度的统计量 230
9.2.3 代表数据形态的统计量 232
9.2.4 其他统计量 233
9.3 探索性空间数据分析 233
9.3.1 基本分析工具 234
9.3.2 检验数据的分布 238
9.3.3 寻找数据的离群值 238
9.3.4 全局趋势分析 239
9.3.5 空间自相关与空间关系建模 240
9.4 空间数据常规统计与分析 242
9.4.1 空间数据分级统计分析 242
9.4.2 空间数据分区统计分析 247
9.4.3 样方统计与核密度估计 249
9.5 空间数据插值 251
9.5.1 整体内插 252
9.5.2 局部分块内插 253
9.5.3 逐点内插法 257
9.6 空间统计分析与空间关系建模 259
9.6.1 空间分布特征统计 259
9.6.2 空间分布模式挖掘 261
9.6.3 空间关系建模与探测 263
专业术语 265
复习思考题 265
第10章 地理信息可视化 267
10.1 地理信息可视化概述 267
10.1.1 可视化与信息可视化 267
10.1.2 地理信息可视化 267
10.1.3 地理信息可视化的意义 268
10.2 地理信息输出方式与类型 269
10.2.1 地理信息输出方式 269
10.2.2 地理信息系统输出产品类型 271
10.3 可视化的一般原则 274
10.3.1 符号的运用 274
10.3.2 注记运用 279
10.3.3 图面配置 281
10.3.4 制图内容的一般安排 284
10.4 可视化表现形式 288
10.4.1 专题地图显示 288
10.4.2 等值线显示 290
10.4.3 分层设色显示 291
10.4.4 地形晕渲显示 291
10.4.5 剖面显示 293
10.4.6 立体透视显示 293
10.4.7 三维景观显示 296
10.4.8 时空数据显示 299
10.4.9 虚拟现实技术 300
10.4.10 三维动态漫游 302
专业术语 303
复习思考题 303
第11章 网络GIS与地理信息服务 304
11.1 GIS的平台网络化与应用服务化 304
11.2 网络地理信息系统 305
11.2.1 广义网络地理信息系统 305
11.2.2 狭义网络地理信息系统 308
11.3 地理信息的网络服务 311
11.3.1 地理信息的网络服务模式 311
11.3.2 地理信息的网络服务内容 312
专业术语 316
复习思考题 316
参考文献 318
