地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程

前言

南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院發(fā)起并組織編著地理信息系統(tǒng)專業(yè)系列教材，奮斗三載，先后問世，這是我國第一套全面闡述地理信息系統(tǒng)理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用的教科書。對于地理學(xué)科的現(xiàn)代化，信息科學(xué)新型人才的培訓(xùn)，對于落實(shí)科教興國戰(zhàn)略，深化教學(xué)改革來說，都是值得慶賀的。據(jù)中國科學(xué)院地學(xué)部調(diào)查（2002），全國綜合性大學(xué)共有150個(gè)地理學(xué)科機(jī)構(gòu)，在地學(xué)領(lǐng)域中居首位。而地理信息系統(tǒng)專業(yè)脫穎而出，發(fā)展最快。21世紀(jì)之初，已設(shè)置專業(yè)的學(xué)校有70多個(gè)，僅江蘇省內(nèi)就有12個(gè)。這是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步的客觀需求。面對全社會數(shù)字化的浪潮，“數(shù)字地球”、數(shù)字化城市、省區(qū)與流域，百舸爭流。地理信息系統(tǒng)作為人口、資源與環(huán)境問題的公共平臺，作為國家推動信息化、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的重要組成部分，正在與電子政務(wù)、電子商務(wù)信息系統(tǒng)相融合，愈來愈顯示其跨行業(yè)、多功能的優(yōu)勢，不斷開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。一些涉及地理分布現(xiàn)象的數(shù)據(jù)采集、時(shí)空分析，涉及城市或區(qū)域規(guī)劃、管理與決策的過程，都喜歡用上地理信息系統(tǒng)這種新的技術(shù)手段，來提高辦公自動化的水平，提高企業(yè)科學(xué)管理的效率和透明度，加強(qiáng)面對國際市場的開放力度和競爭能力。近20年來，全國范圍從事地理信息系統(tǒng)的事業(yè)、企業(yè)單位，迅猛增長，已超過400個(gè)，而且方興未艾，與時(shí)俱進(jìn)。中國科學(xué)院地學(xué)部地學(xué)教育研究組在咨詢報(bào)告（2002）中指出：“隨著社會和科技的發(fā)展，地學(xué)的內(nèi)涵、性質(zhì)和社會功能也在變化。這在最近20年中尤為明顯：遙感、信息技術(shù)和各種實(shí)時(shí)觀測、分析技術(shù)的發(fā)展，使地球科學(xué)進(jìn)人了覆蓋全球、穿越圈層，即地球系統(tǒng)科學(xué)的新階段，從局部現(xiàn)象的描述，推進(jìn)到行星范圍的推理探索，獲得了全球性和系統(tǒng)性的信息?！边@就是說，從學(xué)科的本質(zhì)及其自身發(fā)展的規(guī)律來看，地理信息系統(tǒng)不僅僅是技術(shù)，而且是科學(xué)，是發(fā)展地球系統(tǒng)科學(xué)不可缺少的部分。地理信息系統(tǒng)之所以一枝獨(dú)秀，并非偶然！主要是由于它本身具備著多樣化的社會功能。社會信息化的主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，地理信息系統(tǒng)正是地圖測繪的數(shù)字化產(chǎn)品，同時(shí)又是兼收并容遙感、定位系統(tǒng)的緩沖區(qū)，起著調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)信息流的作用；二是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，地理信息系統(tǒng)起著潤滑劑的作用，以信息流調(diào)控物流、能流和人流，以信息化促進(jìn)現(xiàn)代化；三是信息服務(wù)，地理信息系統(tǒng)是電子政務(wù)、電子商務(wù)信息系統(tǒng)不可分割的組成部分。

內(nèi)容概要

　　本書由一系列的練習(xí)組成，可使學(xué)習(xí)者循序漸進(jìn)地掌握地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本功能，特別是通用的空間分析功能。內(nèi)容包括：空間、屬性信息查詢，專題地圖顯示，數(shù)據(jù)輸入，地圖輸出，鄰近分析，疊合分析，網(wǎng)絡(luò)分析，考慮成本的空間距離計(jì)算，不規(guī)則三角網(wǎng)的應(yīng)用等，涉及矢量、柵格、TIN三種數(shù)據(jù)模型，最后用綜合分析幫助學(xué)習(xí)者加深理解。所有練習(xí)采用ESRI公司的軟件產(chǎn)品ArcView
GIS 3.x及其擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)，有作者專門設(shè)計(jì)的練習(xí)數(shù)據(jù)、小型應(yīng)用程序和文字教材相配套。
《地理信息系統(tǒng)實(shí)習(xí)教程》適用于高等院校地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃、人文地理、測繪工程、城市建設(shè)、市政工程、交通運(yùn)輸?shù)葘I(yè)本科生、研究生的有關(guān)課程，也適合相關(guān)專業(yè)的技術(shù)人員、管理人員、研究人員自學(xué)或在職培訓(xùn)。

書籍目錄

序
前言
第一篇 一般查詢與顯示
　第一章 ArcView GIS簡介
　 1.1 ArcView的操作界面
　 1.2 簡單查詢
　 1.3 若干專用術(shù)語
　 1.4 ArcView的退出、進(jìn)入
　 1.5 ArcView GIS產(chǎn)品簡介
　 1.6 ArcView使用的數(shù)據(jù)
　 1.7 小結(jié)
　第二章 要素及其屬性的查詢
　 2.1 點(diǎn)擊選擇要素
　 2.2 通過圖形選擇要素
　 2.3 查找特定要素
　 2.4 條件組合查詢
　 2.5 生成統(tǒng)計(jì)圖
　 2.6 屬性匯總
　 2.7 小結(jié)
　第三章 專題地圖顯示
　 3.1 建立新專題
　 3.2 設(shè)置顯示符號
　 3.3 專題地圖的類型
　 3.4 分類方法
　 3.5 符號選擇與控制
　 3.6 地圖注記
　 3.7 統(tǒng)計(jì)地圖
　 3.8 點(diǎn)密度圖
　 3.9 用屬性的歸一化控制顯示
　 3.10 對項(xiàng)目文件的操作
　 3.11 小結(jié)
第二篇 復(fù)雜查詢、數(shù)據(jù)輸入、地圖輸出
　第四章 屬性表的編輯、維護(hù)、連接
　 4.1 屬性表新建、數(shù)據(jù)輸入
　 4.2 獨(dú)立表的加載
　 4.3 表和表的連接
　 4.4 表的顯示設(shè)定
　 4.5 選擇記錄過濾要素
　 4.6 熱連接
　 4.7 小結(jié)
　第五章 要素合并、空間關(guān)系查詢、連接
　 5.1 要素合并
　 5.2 要素、專題問的選擇查詢
　 5.3 空間連接
　 5.4 小結(jié)
　第六章 地圖布局、輸出
　 6.1 Layouts簡介
　 6.2 新建布局
　 6.3 添加專題地圖
　 6.4 添加其他內(nèi)容
　 6.5 進(jìn)一步處理
　第七章 空間要素的輸入、編輯
　 7.1 輸入、編輯線狀專題
　 7.2 輸入、編輯面狀（多邊形）專題
　 7.3 AutoCAD數(shù)據(jù)讀取和使用
　 7.4 小結(jié)
第三篇 矢量型空間分析
　第八章 鄰近區(qū)、服務(wù)區(qū)
　 8.1 產(chǎn)生多邊形要素的鄰近區(qū)
　 8.2 關(guān)于多邊形要素鄰近區(qū)的小結(jié)
　 8.3 線狀要素的鄰近區(qū)
　 8.4 道路密度的計(jì)算
　 8.5 基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)
　第九章 多邊形疊合
　 9.1 原始數(shù)據(jù)
　 9.2 數(shù)據(jù)處理過程
　 9.3 數(shù)據(jù)處理過程小結(jié)
　 9.4 關(guān)于疊合功能的簡介
　第十章 最佳路徑、最近設(shè)施
　 10.1 產(chǎn)生最佳路徑
　 10.2 關(guān)于最佳路徑的小結(jié)
　 10.3 查找單個(gè)最近設(shè)施
　 10.4 查找多個(gè)最近設(shè)施
　 1O.5 查找最近設(shè)施小結(jié)
　第十一章 考慮車速、單向行駛
　 11.1 按交通時(shí)耗產(chǎn)生最佳路徑
　 11.2 道路單向行駛
　 11.3 上下行車速不同
　 11.4 小結(jié)
　第十二章 道路互通、交叉口延誤
　 12.1 非互通交叉
　 12.2 交叉口延誤
　 12.3 小結(jié)
第四篇 柵格空間分析
　第十三章 柵格數(shù)據(jù)及其專題圖生成
　 13.1 ArcView使用的柵格數(shù)據(jù)
　 13.2 生成柵格數(shù)字高程模型
　 13.3 高程柵格轉(zhuǎn)換成坡度
　 13.4 生成密度圖
　 13.5 生成距離圖
　 13.6 鄰近區(qū)分配
　 13.7 小結(jié)
　第十四章 再分類與疊合計(jì)算
　 14.1 中學(xué)選址依據(jù)
　 14.2 產(chǎn)生離開現(xiàn)有中學(xué)的距離圖、再分類
　 14.3 產(chǎn)生人口分布密度圖、再分類
　 14.4 將矢量的規(guī)劃土地使用專題轉(zhuǎn)換為柵格圖、再分類
　 14.5 選址的綜合評定
　 14.6 小結(jié)
　第十五章 考慮成本的空間距離
　 15.1 關(guān)于成本距離的概念
　 15.2 計(jì)算公路建設(shè)成本
　 15.3 成本距離的計(jì)算方法
　 15.4 小結(jié)
第五篇 不規(guī)則三角網(wǎng)
　第十六章 地表模型生成、顯示
　 16.1 由點(diǎn)狀要素產(chǎn)生不規(guī)則三角網(wǎng)
　 16.2 不規(guī)則三角網(wǎng)和距離倒數(shù)權(quán)重法插值比較
　 16.3 建立設(shè)計(jì)場地的三角網(wǎng)高程模型
　 16.4 在場地上添加其他要素
　 16.5 三維顯示
　 16.6 小結(jié)
　第十七章 工程中的土方、縱坡
　 17.1 由等高線產(chǎn)生不規(guī)則三角網(wǎng)
　 17.2 計(jì)算工程填挖方
　 17.3 從3D Shapefile生成三維縱剖面
　 17.4 根據(jù)線狀圖形生成縱剖面
　第十八章 視線、視域
　 18.1 視線分析
　 18.2 視域分析
　 18.3 基于路徑的視域分析
　 18.4 小結(jié)
第六篇 綜合分析
　第十九章 泰森多邊形的應(yīng)用
　 19.1 消防站服務(wù)范圍分配
　 19.2 學(xué)校選址評價(jià)
　 19.3 小結(jié)
　第二十章 基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施服務(wù)水平
　 20.1 概述
　 20.2 數(shù)據(jù)處理過程
　 20.3 產(chǎn)生同心圓式的鄰近區(qū)
　 20.4 小結(jié)
　第二十一章 復(fù)雜地形中的選址
　 21.1 概述
　 21.2 選址評價(jià)方法
　 21.3 環(huán)境限制分析
　 21.4 計(jì)算取水費(fèi)用
　 21.5 計(jì)算鐵路支線建設(shè)費(fèi)用
　 21.6 煤炭運(yùn)輸費(fèi)用計(jì)算
　 21.7 獲得選址的綜合評價(jià)結(jié)果
　 21.8 小結(jié)
附錄 關(guān)于計(jì)算機(jī)平臺、練習(xí)數(shù)據(jù)的安裝說明

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   服務(wù)區(qū)（Service Area）是一種較常用的空間概念，例如，離開某小學(xué)步行15分鐘范圍可定義為該校的服務(wù)區(qū)。產(chǎn)生服務(wù)區(qū)的簡單方法是鄰近區(qū)生成法（Buffer Zone，常翻譯成緩沖區(qū)），對點(diǎn)狀服務(wù)設(shè)施來說，就是以設(shè)施的位置為圓心，以服務(wù)距離為半徑，在地圖上產(chǎn)生同心圓。基于交通網(wǎng)絡(luò)而生成的服務(wù)區(qū)比同心圓式的鄰近區(qū)精確得多，還可以考慮交通速度、運(yùn)輸成本等因素。本練習(xí)的重點(diǎn)是基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)，評價(jià)公園對居民的服務(wù)水平。 為讀者準(zhǔn)備好的空間、屬性數(shù)據(jù)有： （1）公園人口：點(diǎn)狀數(shù)據(jù)，每個(gè)點(diǎn)有二個(gè)屬性：服務(wù)距離（Cost），服務(wù)容量（Capacity，表示有限的服務(wù)量，也可以和該公園的一部分面積相對應(yīng)），一個(gè)公園可能有幾個(gè)入口。 （2）道路網(wǎng)：線狀數(shù)據(jù)，每條線段有長度屬性，用于計(jì)算在路段上的步行距離。 （3）人口統(tǒng)計(jì)區(qū)：多邊形數(shù)據(jù)，每個(gè)多邊形有面積、居住人口屬性，用于計(jì)算公園的需求。 本練習(xí)是關(guān)于公園服務(wù)區(qū)的分析，主要采用基于網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算方法，要求估計(jì)離開公園入口800米范圍內(nèi)大致有多少居民，在此基礎(chǔ)上用專題地圖表達(dá)在800米范圍內(nèi)按人口平均的公園服務(wù)水平，還要求計(jì)算一些有關(guān)服務(wù)水平的評價(jià)指標(biāo)，如： （1）規(guī)劃區(qū)公園服務(wù)率（公園總服務(wù)量／規(guī)劃區(qū)總面積） （2）服務(wù)區(qū)內(nèi)人均公園服務(wù)量（公園總服務(wù)量／服務(wù)區(qū)總?cè)丝冢?（3）公園服務(wù)人口比例（服務(wù)區(qū)總?cè)丝冢?guī)劃區(qū)總?cè)丝冢?（4）公園服務(wù)面積率（服務(wù)區(qū)總面積／規(guī)劃區(qū)總面積） 讀者還可用緩沖區(qū)生成法產(chǎn)生同心圓式的公園服務(wù)區(qū)，和基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)在分析的精確性上作比較。

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