地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用

前言

地理信息系統(tǒng)（geographical information system）是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理科學(xué)、測繪學(xué)、遙感學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、管理科學(xué)等為一體的新興邊緣學(xué)科。它的概念層出不窮，技術(shù)日新月異。它的理論、方法和技術(shù)不僅吸引了廣大地學(xué)、信息工作者的研究和關(guān)注，而且受到了更廣泛的經(jīng)濟(jì)、文化、社會工作者及學(xué)生的青睞。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)GIS已構(gòu)成了當(dāng)今社會的熱點(diǎn)。GIS在快速發(fā)展成為地理信息科學(xué)新的高峰的同時(shí)，也快速地走向社會，融人社會。本書是作者在參閱了大量的國內(nèi)外有關(guān)地理信息系統(tǒng)的教材、專著、學(xué)術(shù)論文以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的基礎(chǔ)上，結(jié)合地理信息系統(tǒng)教學(xué)和應(yīng)用研究的實(shí)踐編寫而成的。本書采用基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的方式編寫，前半部分簡明闡述地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、基本原理和基本方法，不僅精練地介紹了地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)容，而且把與本學(xué)科有關(guān)的最新概念、最新成果和動態(tài)，如3S集成技術(shù)，作了全面、系統(tǒng)的介紹；后半部分則著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，通過一些實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)及在相關(guān)專業(yè)的應(yīng)用實(shí)例，詳細(xì)介紹地理信息系統(tǒng)在測繪專業(yè)、土地管理及相關(guān)專業(yè)上的應(yīng)用，從而提高學(xué)生應(yīng)用地理信息系統(tǒng)原理、方法解決實(shí)際問題的能力。全書共分兩篇十四章，其中第一、三、四章由鄭州師范高等專種學(xué)校曹奇剛編寫，第二、六章由南陽師范學(xué)院蔣國富編寫，第五、九、十四章由平頂山工學(xué)院劉貴明編寫，第七、十一、十二章由平頂山工學(xué)院毛政利編寫，第八、十、十三章由平頂山工學(xué)院李軍杰編寫。

內(nèi)容概要

　　《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》全面系統(tǒng)地闡述了地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用方法，同時(shí)注意反映地理信息系統(tǒng)領(lǐng)域的最新研究成果，并將其與應(yīng)用相結(jié)合?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)原理及應(yīng)用》共分兩篇：第一篇介紹地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論，主要內(nèi)容包括地理信息系統(tǒng)相關(guān)的基本概念，地理信息系統(tǒng)的組成，空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與空間數(shù)據(jù)庫，空間分析模型以及應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、評價(jià)等；第二篇介紹地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，主要內(nèi)容包括應(yīng)用模型的構(gòu)建，GIS與GPS、RS的集成開發(fā)，并通過實(shí)例詳細(xì)介紹地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用與開發(fā)，地圖矢量化，GIS數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫，GIS空間分析與數(shù)字高程模型的建立，GIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等。　　《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》可作為普通高等院校測繪、地理、地質(zhì)、城市規(guī)劃、市政管理、土地資源管理、環(huán)境科學(xué)等專業(yè)的本科生以及高職高專學(xué)生的教材或參考書，也可供從事地理信息系統(tǒng)、資源與環(huán)境管理信息系統(tǒng)、土地利用信息和地籍管理信息系統(tǒng)、城市管理和各種專業(yè)信息系統(tǒng)的科技人員和管理人員參考。

書籍目錄

第一篇 地理信息系統(tǒng)原理第一章 緒論1．1 地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展1．1．1 地理信息系統(tǒng)在國際的發(fā)展?fàn)顩r1．1．2 地理信息系統(tǒng)在我國的發(fā)展?fàn)顩r1．1．3 當(dāng)代GIS的發(fā)展趨勢1．2 地理信息系統(tǒng)的定義1．2．1 數(shù)據(jù)與信息1．2．2 地理信息1．2．3 信息系統(tǒng)1．2．4 地理信息系統(tǒng)1．3 地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)容與構(gòu)成1．3．1 地理信息系統(tǒng)的基本內(nèi)容1．3．2 地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成1．4 地理信息系統(tǒng)的功能1．5 地理信息系統(tǒng)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1．6 地理信息系統(tǒng)的基本特征思考題第二章 地理空間和地圖投影2．1 地球橢球體要素2．2 坐標(biāo)系2．2．1 大地坐標(biāo)系2．2．2 天文坐標(biāo)系2．2．3 空間直角坐標(biāo)系2．2．4 平面坐標(biāo)系2．3 地理空間及其表達(dá)2．4 地圖投影的基本問題2．4．1 地圖投影的概念2．4．2 地圖投影的變形2．4．3 地圖投影的分類2．4．4 地圖投影的選擇2．5 高斯一克呂格投影2．6 地形圖的分幅和編號2．6．1 地形圖的分幅2．6．2 分幅編號思考題第三章 空間數(shù)據(jù)的獲取3．1 概述3．2 空間數(shù)據(jù)及其特征3．2．1 空間數(shù)據(jù)3．2．2 空間數(shù)據(jù)的基本特征3．3 空間數(shù)據(jù)獲取方式3．3．1 屬性數(shù)據(jù)的采集3．3．2 幾何數(shù)據(jù)的采集3．4 空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換3．5 空間數(shù)據(jù)模型3．6 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制3．7 空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)思考題第四章 空間數(shù)據(jù)表達(dá)4．1 空間對象及其定義4．2 空間對象關(guān)系4．3 空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)表示4．4 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型4．5 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立4．6 空間對象的矢量表達(dá)4．6．1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編碼的基本內(nèi)容4．6．2 矢量編碼方法4．7 空間對象的柵格表達(dá)4．7．1 柵格數(shù)據(jù)的基本概念4．7．2 柵格數(shù)據(jù)層的概念4．7．3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示思考題第五章空間數(shù)據(jù)處理5．1 空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換5．1．1 幾何糾正	5．1．2 投影變換5．2 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換5．2．1 矢量格式向柵格格式的轉(zhuǎn)換5．2．2 柵格格式向矢量格式的轉(zhuǎn)換5．3 矢量數(shù)據(jù)的圖形編輯5．4 拓?fù)潢P(guān)系的建立5．4．1 多邊形拓?fù)潢P(guān)系的建立5．4．2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的建立5．5 圖形的裁剪與拼接5．6 空間數(shù)據(jù)壓縮5．6．1 矢量數(shù)據(jù)的壓縮5．6．2 柵格數(shù)據(jù)的壓縮5．7 空間數(shù)據(jù)插值5．7．1 空間數(shù)據(jù)插值方法5．7．2 數(shù)字高程模型的生成5．8 數(shù)字圖像處理5．8．1 圖像增強(qiáng)5．8．2 二值圖像處理思考題第六章 空間數(shù)據(jù)庫6．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述6．1．1 數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念6．1．2 數(shù)據(jù)管理的發(fā)展6．1．3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)6．2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6．2．1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)6．2．2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)6．3 空間數(shù)據(jù)管理6．3．1 地理信息系統(tǒng)與一般管理信息系統(tǒng)的比較6．3．2 GIS空間數(shù)據(jù)管理6．4 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)6．4．1 數(shù)據(jù)組織的分級6．4．2 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)6．5 空間數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)6．5．1 空間數(shù)據(jù)庫的建立6．5．2 空間數(shù)據(jù)庫的維護(hù)6．6 空間數(shù)據(jù)的更新6．6．1 利用遙感更新空間數(shù)據(jù)6．6．2 利用全球定位系統(tǒng)更新空間數(shù)據(jù)思考題第七章 空間數(shù)據(jù)分析7．1 空間索引7．1．1 索引概念7．1．2 索引類型7．2 空間信息查詢7．2．1 基于屬性特征查詢7．2．2 基于空間關(guān)系和屬性特征的查詢7．2．3 一種空間擴(kuò)展查詢語言7．3 空間量算7．3．1 幾何量算7．3．2 形狀量算7．3．3 質(zhì)心量算7．3．4 距離量算7．4 空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析7．4．1 主成分分析7．4．2 層次分析法7．4．3 系統(tǒng)聚類分析7．4．4 最優(yōu)分割分級法7．4．5 判別分析7．4．6 趨勢面分析7．5 緩沖區(qū)分析7．6 疊加分析7．6．1 視覺信息疊加7．6．2 點(diǎn)與多邊形疊加7．6．3 線與多邊形疊加7．6．4 多邊形疊加7．6．5 柵格圖層疊加工7．7 數(shù)字高程模型分析7．8 空間數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)分析7．8．1 網(wǎng)絡(luò)圖論基礎(chǔ)7．8．2 最短路徑分析7．8．3 服務(wù)點(diǎn)的最優(yōu)區(qū)位問題第八章 地理信息系統(tǒng)的開發(fā)與評價(jià)第二篇 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一篇地理信息系統(tǒng)原理第一章緒論1.1地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展地理信息系統(tǒng)萌芽于北美。20世紀(jì)60年代初，加拿大的Roger F.Tomlinson和美國的Duane F.Marble在不同的地方、從不同角度提出了地理信息系統(tǒng)的構(gòu)想。為便于用計(jì)算機(jī)處理、分析和管理地理數(shù)據(jù)，1960年測量學(xué)家Tomlinson博士提出，要把傳統(tǒng)的紙質(zhì)線劃地圖轉(zhuǎn)變成數(shù)字形式的地圖。1963年，Tomlinson首先提出了“地理信息系統(tǒng)”這一術(shù)語，并建立了世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），用于自然資源的管理和規(guī)劃。當(dāng)時(shí)，極少有人能預(yù)見到計(jì)算機(jī)在“地理信息系統(tǒng)”這個(gè)新的領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。之后，在信息技術(shù)快速發(fā)展和人們頻繁處理大規(guī)模動態(tài)地理信息的愿望推動下，Roger F.Tomlinson博士的思想經(jīng)過短短40余年的發(fā)展，已成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)和學(xué)科——地理信息產(chǎn)業(yè)和地理信息學(xué)，從而為土地利用、資源評價(jià)與管理、環(huán)境監(jiān)測、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃、行政管理、工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃、管理決策等行業(yè)和部門提供了分析問題的全新方法和嶄新的知識視野，它的深刻影 響正在進(jìn)一步深入到我們的日常工作和生活。下面簡單回顧地理信息系統(tǒng)在國際國內(nèi)的發(fā)展歷程。1.1.1地理信息系統(tǒng)在國際的發(fā)展?fàn)顩r20世紀(jì)50年代末和60年代初，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始用于地圖量算、分析和制作，機(jī)助制圖迅速發(fā)展起來。20世紀(jì)60年代中期，由于自然資源和環(huán)境的規(guī)劃管理及應(yīng)用的需要，需要對大量的空間環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、分析和顯示，因此出現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)的早期雛形。1963年，建立了世界上第一個(gè)實(shí)用的地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS）。此時(shí)，地理信息系統(tǒng)的特征是和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平聯(lián)系在一起的，表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)存儲能力小、磁帶存取速度慢、機(jī)助制圖能力較強(qiáng)、地學(xué)分析功能比較簡單。與此同時(shí)，地理信息系統(tǒng)發(fā)展的另一顯著標(biāo)志是許多有關(guān)的組織和機(jī)構(gòu)紛紛建立，如1966年美國成立城市和區(qū)域信息系統(tǒng)協(xié)會（URISA），1969年又建立州信息系統(tǒng)全國協(xié)會（NASIS），國際地理聯(lián)合會（IGU）于1968年設(shè)立了地理數(shù)據(jù)收集和處理委員會（CGDSP）。這些組織和機(jī)構(gòu)的建立，對于傳播地理信息系統(tǒng)的知識和發(fā)展地理信息系統(tǒng)的技術(shù)起了重要的指導(dǎo)作用。

編輯推薦

《地理信息系統(tǒng)原理及應(yīng)用》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材之一。

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