網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)

前言

GIS屬于多學(xué)科和技術(shù)交叉的邊緣學(xué)科，產(chǎn)生至今已有40多年的歷史。它的發(fā)展得益于各學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展與滲透。多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)等日新月異的進步將為GIS進一步快速發(fā)展提供極其便利的條件。另一方面，國民經(jīng)濟信息化建設(shè)步伐的加快促使各行各業(yè)在地理空間數(shù)據(jù)獲取、存儲、處理、分析、使用以及數(shù)據(jù)共享與服務(wù)等方面的需求日益強烈。此外，隨著對地觀測和各種數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不斷進展，GIS所處理的地理空間數(shù)據(jù)量空前增長。這些情況表明，GIS只有走網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多維動態(tài)的發(fā)展道路；才能符合社會經(jīng)濟發(fā)展的客觀要求，才能為各行各業(yè)提供高性能、高質(zhì)量的空間信息服務(wù)。當前，網(wǎng)絡(luò)GIS在兼收并蓄其他領(lǐng)域理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，已逐步形成了自己的一套體系，并在發(fā)展中不斷擴展和完善。它也是目前乃至今后相當長的一段時間內(nèi)GIS發(fā)展的象征。目前，國內(nèi)不少大專院校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)、遙感科學(xué)與技術(shù)、測繪工程及相關(guān)的本科專業(yè)和攝影測量與遙感、地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)等碩士和博士專業(yè)，許多專業(yè)設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)GIS相關(guān)課程，部分專業(yè)還將其定為必修課。為配合網(wǎng)絡(luò)GIS的教學(xué)和研究，跟蹤GIS發(fā)展進程，彌補國內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)GIS方面資料偏少的缺憾，我們認為有必要編著一本專門介紹網(wǎng)絡(luò)GIS原理與技術(shù)的書籍。鑒此，我們在廣泛收集資料的基礎(chǔ)上，通過認真整理和遴選，結(jié)合本單位在網(wǎng)絡(luò)GIS方面的工程實踐和研究成果，組織有關(guān)人員進行了撰寫。希望本書能為讀者學(xué)習(xí)、了解網(wǎng)絡(luò)GIS提供些許幫助。全書分為九章。第一章主要回顧GIS的發(fā)展歷程，展望（GIS的發(fā)展前景，并簡要介紹了網(wǎng)絡(luò)GIS的相關(guān)技術(shù)；第二章介紹網(wǎng)絡(luò)GIS的基礎(chǔ)之一——計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，以使讀者對計算機網(wǎng)絡(luò)有一個概要認識或回顧；第三章重點闡述網(wǎng)絡(luò)GIS的基本原理，主要包括網(wǎng)絡(luò)GIS的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織與管理、數(shù)據(jù)共享等基礎(chǔ)知識；第四章介紹網(wǎng)絡(luò)GIS的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，重點講述了網(wǎng)絡(luò)存儲的若干技術(shù)，特別是NAS和SAN，并通過一個實例介紹了網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)GIS中的應(yīng)用；第五章介紹了廣為人知的Web（；IS技術(shù)，這也是目前應(yīng)用最為廣泛和成功的一種網(wǎng)絡(luò)GIS；第六章闡述目前發(fā)展迅速的移動GIS技術(shù)及其在空間位置服務(wù)方面的應(yīng)用；第七章論述發(fā)展?jié)摿薮蟮木W(wǎng)格GIS原理與技術(shù)，它也代表了網(wǎng)絡(luò)GIS的重要發(fā)展方向；第八章介紹了網(wǎng)絡(luò)GIS工程技術(shù)與工程管理；第九章簡要介紹了幾種常用的網(wǎng)絡(luò)GIS軟件，以便讀者對實用的網(wǎng)絡(luò)GIS工具軟件的功能和特點有所了解。為配合學(xué)習(xí)、加深理解，書中前八章均附有大量的習(xí)題。在附錄中還匯編了書中出現(xiàn)的及常用的術(shù)語縮略語，以便讀者查閱。本書可作為測繪、遙感、地理信息系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的研究生和高年級本科生教材，也可作為相關(guān)領(lǐng)域科研和工程技術(shù)人員了解、掌握網(wǎng)絡(luò)GIS的參考用書。

內(nèi)容概要

本書主要介紹網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)相關(guān)原理和技術(shù)。全書分為十章，分別闡述了GIS的發(fā)展、計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)GIS基本原理、網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、WebGIS技術(shù)、移動GIS技術(shù)、網(wǎng)格GIS技術(shù)、基于P2P的網(wǎng)絡(luò)GIS技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)GIS工程技術(shù)與工程管理、常用網(wǎng)絡(luò)GIS軟件介紹等內(nèi)容。書中前九章均附有習(xí)題，以加深讀者對網(wǎng)絡(luò)GIS的理解與掌握。    本書可作為測繪、遙感、地理信息系統(tǒng)等相關(guān)專業(yè)的研究生和高年級本科生教材，也可作為相關(guān)領(lǐng)域科研和工程技術(shù)人員了解、掌握網(wǎng)絡(luò)GIS的參考用書。

書籍目錄

第二版前言第一版前言第1章 概述  §1.1 GIS的發(fā)展    1.1.1 國際上GIS的發(fā)展    1.1.2 國內(nèi)GIS的發(fā)展  §1.2 GIS的功能與特點    1.2.1 GIS的功能    1.2.2 GIS的特點  §1.3 GIS的主要應(yīng)用領(lǐng)域    1.3.1 “數(shù)字城市”    1.3.2 “數(shù)字流域”    1.3.3 物流管理    1.3.4 軍事    1.3.5 位置服務(wù)  §1.4 GIS的網(wǎng)絡(luò)化    1.4.1 GIS網(wǎng)絡(luò)化內(nèi)涵    1.4.2 網(wǎng)絡(luò)GIS相關(guān)技術(shù)  習(xí)題一第2章 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)  §2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展    2.1.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段    2.1.2 計算機網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標準化進程  §2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念與功能    2.2.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的概念    2.2.2 計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式計算機系統(tǒng)的區(qū)別    2.2.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的功能  §2.3 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成及分類    2.3.1 計算機網(wǎng)絡(luò)的組成    2.3.2 計算機網(wǎng)絡(luò)的分類  §2.4 數(shù)據(jù)通信技術(shù)    2.4.1 數(shù)據(jù)通信的基本概念    2.4.2 數(shù)據(jù)編碼與調(diào)制    2.4.3 傳輸介質(zhì)及其特性    2.4.4 多路復(fù)用技術(shù)    2.4.5 廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)交換技術(shù)  §2.5 高速計算機信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)    2.5.1 高速計算機信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展    2.5.2 我國高速計算機信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展    2.5.3 寬帶IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)  §2.6 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)    2.6.1 無線網(wǎng)絡(luò)的分類    2.6.2 無線局域網(wǎng)    2.6.3 無線組網(wǎng)問題  習(xí)題二第3章 網(wǎng)絡(luò)GIS基本原理  §3.1 網(wǎng)絡(luò)GIS概述    3.1.1 傳統(tǒng)GIS的不足    3.1.2 網(wǎng)絡(luò)GIS的特點  §3.2 網(wǎng)絡(luò)GIS體系結(jié)構(gòu)    3.2.1 兩層體系結(jié)構(gòu)    3.2.2 三層及多層體系結(jié)構(gòu)  §3.3 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)組織與管理    3.3.1 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)特點    3.3.2 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)組織策略    3.3.3 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)管理概述    3.3.4 空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)概述    3.3.5 對象一關(guān)系型空間數(shù)據(jù)管理技術(shù)    3.3.6 柵格數(shù)據(jù)的組織與管理    3.3.7 網(wǎng)絡(luò)GIS空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)新趨勢  §3.4 網(wǎng)絡(luò)GIS的數(shù)據(jù)共享    3.4.1 傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)共享方法    3.4.2 分布式空間數(shù)據(jù)共享    3.4.3 空間數(shù)據(jù)共享平臺框架  §3.5 網(wǎng)絡(luò)GIS中的多服務(wù)器技術(shù)    3.5.1 三層客戶／服務(wù)器WebGIS的服務(wù)模型    3.5.2 多服務(wù)器技術(shù)    3.5.3 擴展的多服務(wù)器技術(shù)及其在WebGIS中的應(yīng)用    3.5.4 動態(tài)負載平衡    3.5.5 實現(xiàn)研究與性能分析  §3.6 網(wǎng)絡(luò)GIS的安全機制    3.6.1 空間信息的訪問安全    3.6.2 空間信息的傳輸安全    3.6.3 機密空間信息的隱藏  習(xí)題三第4章 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)存儲  §4.1 數(shù)據(jù)存儲概述    4.1.1 數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展與分類    4.1.2 磁盤陣列技術(shù)    4.1.3 數(shù)據(jù)存儲接口協(xié)議和標準  §4.2 網(wǎng)絡(luò)存儲分類    4.2.1 直連存儲    4.2.2 附網(wǎng)存儲    4.2.3 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)  §4.3 網(wǎng)絡(luò)存儲模式    4.3.1 網(wǎng)絡(luò)存儲集成式技術(shù)    4.3.2 網(wǎng)絡(luò)存儲虛擬化技術(shù)  §4.4 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)存儲實例    4.4.1 商用網(wǎng)絡(luò)化存儲解決方案簡介    4.4.2 SAN在空間數(shù)據(jù)存儲管理中的應(yīng)用    4.4.3 SAN在網(wǎng)絡(luò)G1S中的應(yīng)用  習(xí)題四第5章 、WebGIS  §5.1 WebGIS簡介    5.1.1 WebGIS基本概念    5.1.2 WebGIS的功能與作用    5.1.3 WebGIS應(yīng)用領(lǐng)域    5.1.4 WebGIS應(yīng)用服務(wù)模式    5.1.5 WebGIS應(yīng)用前景  §5.2 WebGIS分類與特點    5.2.1 WebGIS分類    5.2.2 WebGIS特點  §5.3 WebGIS通信協(xié)議及規(guī)范    5.3.1 通用協(xié)議與規(guī)范    5.3.2 空間數(shù)據(jù)相關(guān)標準與規(guī)范  §5.4 WebGIS的設(shè)計與開發(fā)    5.4.1 通用網(wǎng)關(guān)接口    5.4.2 動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)    5.4.3 服務(wù)器應(yīng)用程序接口模式    5.4.4 插件技術(shù)    5.4.5 ActiveX技術(shù)    5.4.6 Java Applet技術(shù)  §5.5 分布式WebGIS技術(shù)框架    5.5.1 基于J2EE的WebGIS結(jié)構(gòu)    5.5.2 基于DCOM/COM+的WebGIS結(jié)構(gòu)    5.5.3 基于CORBA的WebGIS結(jié)構(gòu)    5.5.4 基于.Net的WebGIS結(jié)構(gòu)  §5.6 WebGIS應(yīng)用  習(xí)題五第6章 移動GIS  §6.1 空間移動服務(wù)  §6.2 移動GIS概述    6.2.1 概述    6.2.2 移動GIS的發(fā)展  §6.3 移動GIS組成與特點    6.3.1 移動GIS組成    6.3.2 移動定位技術(shù)    6.3.3 移動GIS特點  §6.4 移動GIS應(yīng)用協(xié)議    6.4.1 無線互聯(lián)應(yīng)用協(xié)議    6.4.2 WAP基本工作原理及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)  §6.5 移動GIS應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)    6.5.1 基于WAP的移動GIS應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    6.5.2 WML功能域及支持的設(shè)備    6.5.3 WML字符集、語法及核心數(shù)據(jù)類型    6.5.4 導(dǎo)航和事件    6.5.5 WML頁面設(shè)計  §6.6 移動GIS應(yīng)用    6.6.1 移動GIS應(yīng)用基礎(chǔ)——移動電子地圖    6.6.2 空間位置信息服務(wù)  習(xí)題六第7章 網(wǎng)格GIS  §7.1 網(wǎng)格技術(shù)概述    7.1.1 網(wǎng)格與網(wǎng)格計算    7.1.2 網(wǎng)格特點    7.1.3 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)    7.1.4 網(wǎng)格關(guān)鍵技術(shù)  §7.2 網(wǎng)格GIS概念    7.2.1 GIS的網(wǎng)格化    7.2.2 網(wǎng)格GIS特點    7.2.3 網(wǎng)格GIS數(shù)據(jù)服務(wù)類型  §7.3 網(wǎng)格GIS體系結(jié)構(gòu)    7.3.1 基礎(chǔ)設(shè)施層    7.3.2 資源服務(wù)層    7.3.3 核心服務(wù)層    7.3.4 應(yīng)用服務(wù)與實現(xiàn)層    7.3.5 用戶層  §7.4 網(wǎng)格GIS關(guān)鍵技術(shù)及其實現(xiàn)    7.4.1 安全技術(shù)體系    7.4.2 元信息服務(wù)技術(shù)    7.4.3 資源管理與分配技術(shù)    7.4.4 數(shù)據(jù)服務(wù)技術(shù)    7.4.5 網(wǎng)格GIS應(yīng)用技術(shù)    7.4.6 網(wǎng)格GIS集成技術(shù)  §7.5 網(wǎng)格GIS應(yīng)用    7.5.1 空間信息網(wǎng)格    7.5.2 “數(shù)字地球”    7.5.3 網(wǎng)格技術(shù)在水利信息可視化中的應(yīng)用  習(xí)題七第8章 P2P GIS  §8.1 P2P技術(shù)概述    8.1.1 P2P的內(nèi)涵    8.1.2 P2P的特點    8.1.3 P2P與網(wǎng)格  §8.2 P2P分類與應(yīng)用    8.2.1 P2P的分類    8.2.2 P2P的應(yīng)用  §8.3 P2P GIS概述  §8.4 P2P與空間數(shù)據(jù)查詢    8.4.1 空間索引    8.4.2 基于結(jié)構(gòu)化P2P的優(yōu)化設(shè)計方法    8.4.3 面向空間數(shù)據(jù)查詢的結(jié)構(gòu)化P2P設(shè)計  §8.5 P2P GIS結(jié)構(gòu)與應(yīng)用技術(shù)    8.5.1 P2P GIS應(yīng)用架構(gòu)    8.5.2 基于P2P的空間數(shù)據(jù)存儲與發(fā)現(xiàn)    8.5.3 P2P GIS的空間數(shù)據(jù)傳輸    8.5.4 P2P GIS的地理協(xié)同工作  §8.6 P2P GIS應(yīng)用實例  習(xí)題八第9章 網(wǎng)絡(luò)GIS工程技術(shù)與工程管理  §9.1 概述    9.1.1 工程、工程技術(shù)與工程管理    9.1.2 網(wǎng)絡(luò)GIS工程技術(shù)及工程管理的特點  §9.2 網(wǎng)絡(luò)GIS工程技術(shù)與工程管理框架    9.2.1 工程技術(shù)與工程管理框架概述    9.2.2 工程技術(shù)和工程管理與系統(tǒng)生命周期  §9.3 網(wǎng)絡(luò)GIS工程技術(shù)與工程管理方法    9.3.1 工程技術(shù)階段任務(wù)與技術(shù)    9.3.2 工程管理功能實現(xiàn)方法  習(xí)題九第10章 常用網(wǎng)絡(luò)GIS軟件介紹  §10.1 常用WebGIS軟件介紹    10.1.1 ArcIMS    10.1.2 ArcGIS Server    10.1.3 MapXtreme    10.1.4 Autodesk MapGuide    10.1.5 GeoMedia Web Map    10.1.6 GeoBeans  §10.2 常用移動GIS軟件介紹    10.2.1 ESRI ArcPad    10.2.2 MapX Moble    10.2.3 eSuperMap    10.2.4 Pocket Map  §10.3 開源WebGIS    10.3.1 MapServer    10.3.2 GeoTools    10.3.3 SharpMap主要參考文獻附錄 常用術(shù)語及縮寫匯編

章節(jié)摘錄

插圖：空間數(shù)據(jù)的組織與管理一直是GIS理論與技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)問題，是GIS技術(shù)能否得到廣泛應(yīng)用并為用戶提供高效服務(wù)的關(guān)鍵。GIS技術(shù)的發(fā)展與計算機相關(guān)技術(shù)的發(fā)展進 步是密不可分的，GIS中空間數(shù)據(jù)的組織形式與管理方式同樣遵循這一規(guī)律，這已從空間數(shù)據(jù)管理的發(fā)展歷程中得以印證。GIS數(shù)據(jù)組織與管理技術(shù)是指通過研究地表現(xiàn)象的表達方式，進而研究它們在計算機中的存儲、管理和分析方法。例如通過地理認知可將地表現(xiàn)象抽象為點、線、面、體等四 種類型，為了在計算機中再現(xiàn)這些地表現(xiàn)象，根據(jù)計算機科學(xué)的有關(guān)理論和技術(shù)（如計算機圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等），人們又按照點、線、面、體的組織方式選擇合適的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)地表現(xiàn)象的可視化表達，這是建立任何GIS的基礎(chǔ)和前提。3.3.1 網(wǎng)絡(luò)GIS數(shù)據(jù)特點網(wǎng)絡(luò)GIS的地理空間數(shù)據(jù)具有地域分布性、多源異構(gòu)性和表現(xiàn)形式多樣化的特點。具體闡述如下。（1）地域分布性網(wǎng)絡(luò)GIS地理空間數(shù)據(jù)的分布性體現(xiàn)在兩方面，既有空間數(shù)據(jù)本身的地域分布性， 也有空間數(shù)據(jù)存儲地域的分布性。這是由GIS數(shù)據(jù)所具有的典型的空間特征和專題特 征所致，即地圖的平面二維分布和垂直方向的第三維分布。按行政區(qū)劃、流域甚至經(jīng)緯度劃分，不同地域均有其相關(guān)的GIS數(shù)據(jù)，而且不同層級地域的GIS數(shù)據(jù)所代表的信息及數(shù)據(jù)精度均有所不同。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)中，需要根據(jù)這一特點，按照由上至下、由粗到細 的方式分地區(qū)、分級別地進行數(shù)據(jù)組織?？臻g數(shù)據(jù)在垂直方向的第三維分布將產(chǎn)生各種 專題數(shù)據(jù)，如相同地域范圍內(nèi)同一比例尺地圖既有道路數(shù)據(jù)也有水文數(shù)據(jù)，既有地籍房產(chǎn)數(shù)據(jù)也有地下管線數(shù)據(jù)等?，F(xiàn)實中，不同專題的空間數(shù)據(jù)往往由不同行業(yè)部門來采集、存儲、處理和管理，客觀上造成不同專題的空間數(shù)據(jù)存儲存在地域分布特性。因此，在網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用服務(wù)中，還要根據(jù)該特點對數(shù)據(jù)進行分專題、分類別的組織。（2）多源異構(gòu)性網(wǎng)絡(luò)GIS的地理空間數(shù)據(jù)來源廣泛、結(jié)構(gòu)多樣，既有矢量數(shù)據(jù)也有柵格影像數(shù)據(jù)，而且這些數(shù)據(jù)既可采用文件方式存儲和管理，也可以將其存儲于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Data Base Management System，）BMS）中。同樣為文件方式的空間數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)文件格式也迥然不同，如ESRI的Shape格式的MIF格式等。因此，需要根據(jù)空間數(shù)據(jù)的不同結(jié)構(gòu)特征采用合理的組織和管理方法，并考慮它們之間的轉(zhuǎn)換和交互。

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《網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)原理與技術(shù)(第2版)》是第六屆全國高等學(xué)校優(yōu)秀測繪教材一等獎。

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