地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論

前言

21世紀(jì)是信息時(shí)代，地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）作為傳統(tǒng)地理科學(xué)和現(xiàn)代信息科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，目前已發(fā)展為集遙感、全球定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于一身的綜合學(xué)科。廣義的地理信息學(xué)經(jīng)歷了從GI System到GI Science再到GI Service的發(fā)展，形成了理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化管理的完善體系，在多個(gè)方向（包括時(shí)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與模型、空間決策支持、多源海量數(shù)據(jù)的集成管理、空間分析模型、地理信息多尺度表達(dá)與綜合技術(shù)、地理信息可視化、地理信息智能化處理、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)技術(shù)等）獲得了長足的發(fā)展。GIS已在資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃建設(shè)、土地管理、交通、能源、通信、林業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)、災(zāi)害監(jiān)測與評估等應(yīng)用領(lǐng)域得到了實(shí)際應(yīng)用。因此，為地學(xué)及相關(guān)專業(yè)的本科生闡述GIS的基礎(chǔ)理論和方法，并為學(xué)生進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)和應(yīng)用GIS打好基礎(chǔ)是編寫本書的主要目的。同時(shí)，為了完善精品課程的建設(shè)，為了與同行更好地交流，為了給有志于學(xué)習(xí)GIS的學(xué)子們多提供一部參考教材也是編著本書的一個(gè)動力。在福建省精品課程項(xiàng)目基金支持下，現(xiàn)已完成了本書的編寫和出版工作。本教材由福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院的余明教授、武漢大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院的艾廷華教授共同編著，最后由余明教授統(tǒng)稿完成。作者在參閱了國內(nèi)外有關(guān)GIS教材、專著和論文的基礎(chǔ)上，結(jié)合從事多年的地圖、GIS教學(xué)和研究的經(jīng)歷而編著。全書共由8章和3個(gè)附錄組成，并與另一本《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》成為配套教材，它們是GIS理論與實(shí)踐相結(jié)合的有益嘗試。本書習(xí)題的答案放在《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》的配書光盤中，供讀者參考。本書在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上分為8章。第1章為GIS概述，主要介紹GIS概念、構(gòu)成、功能、類型以及發(fā)展簡史。第2章為GIS的地理基礎(chǔ)，重點(diǎn)敘述了地球空間的認(rèn)知及表達(dá)、地球形狀與地球空間模型、空間參照基礎(chǔ)的坐標(biāo)系以及地球時(shí)間系統(tǒng)。第3章為GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫，主要說明GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS空間數(shù)據(jù)庫和空間查詢及數(shù)據(jù)探究。第4章為GIS數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理，主要介紹GIS數(shù)據(jù)源、地理數(shù)據(jù)分類和編碼、GIS數(shù)據(jù)采集和輸入、GIS數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度控制。第5章為GIS空間分析方法，這是本教材最重點(diǎn)的一章，所占的篇幅分量也最大，本章通過實(shí)例，并分為基于柵格數(shù)據(jù)的GIS空間分析和基于矢量數(shù)據(jù)的GIS空間分析兩大部分進(jìn)行敘述。第6章為GIS應(yīng)用模型，介紹了GIS應(yīng)用模型概述以及常用的應(yīng)用模型，并用案例加以說明。第7章為GIS可視化及其產(chǎn)品輸出，重點(diǎn)介紹了地理信息可視化理論、可視化技術(shù)、動態(tài)現(xiàn)象可視化以及GIS輸出等內(nèi)容。第8章為GIS設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用，介紹了GIS的設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用GIS開發(fā)系統(tǒng)的實(shí)踐案例。

內(nèi)容概要

　　地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是傳統(tǒng)地學(xué)學(xué)科和現(xiàn)代信息科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物，目前已發(fā)展為集遙感、全球定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于…身的綜合學(xué)科?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)導(dǎo)論》是一部關(guān)于地理信息系統(tǒng)的入門教材。書中系統(tǒng)地介紹了GIS的基本理論和主要應(yīng)用。全書共由8章和3個(gè)附錄組成。第1章為GIS概述：第2章為GIS的地理基礎(chǔ)：第3章為GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫；第4章為GIS數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理：第5章為GIS空間分析方法：第6章為GIS應(yīng)用模型；第7章為GIS可視化及其產(chǎn)品輸出；第8章為GIS設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。每章前面提供本章導(dǎo)讀、每章后提供思考題及進(jìn)一步討論的問題，便于讀者閱讀使用。3個(gè)附錄分別為地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》雙語關(guān)鍵術(shù)語以及每章內(nèi)容英語摘要及教學(xué)大綱。書中提及的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要與

書籍目錄

第1章 GlS概述1.1 GIS相關(guān)的概念1.1.1 數(shù)據(jù)、信息和地理信息1.1.2 系統(tǒng)、信息系統(tǒng)和GIS1.1.3 GIS與相關(guān)學(xué)科1.2 GIS構(gòu)成1.2.1 GIS硬件1.2.2 GIS軟件1.2.3 GIS數(shù)據(jù)1.2.4 GIS方法1.2.5 GIS人員1.3 GIS的功能1.3.1 GIS基本功能和核心功能1.3.2 GIS應(yīng)用功能1.4 GIS類型1.4.1 按GIS功能分類1.4.2 按數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分類1.4.3 按數(shù)據(jù)維數(shù)分類1.4.4 按軟件開發(fā)模式和支持環(huán)境分類1.5 GIS發(fā)展簡史1.5.1 世界GIs發(fā)展簡史1.5.2 中國GIS發(fā)展簡史1.5.3 GIS發(fā)展趨勢思考題第2章 GIS的地理基礎(chǔ)2.1 地球空間的認(rèn)知及表達(dá)2.1.1 地理實(shí)體和地理數(shù)據(jù)2.1.2 地理實(shí)體類型及空間關(guān)系2.1.3 地理數(shù)據(jù)、地理實(shí)體與圖層2.2 地球形狀與地球空間模型2.2.1 地球的形狀2.2.2 地球空間模型2.3 空間參照基礎(chǔ)的坐標(biāo)系2.3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)2.3.2 地圖投影2.4 地球時(shí)間系統(tǒng)2.4.1 時(shí)間的本質(zhì)和含義2.4.2 量時(shí)原則和時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)思考題第3章 GlS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫3.1 GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.1.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示法3.1.2 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示法3.1.3 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示法3.2 GIS空間數(shù)據(jù)庫3.2.1 空間數(shù)據(jù)庫3.2.2 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)3.2.3 空問數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)和維護(hù)3.2.4 數(shù)據(jù)存儲和管理3.3 空間查詢和數(shù)據(jù)探查3.3.1 空間查詢3.3.2 數(shù)據(jù)探查思考題第4章 GlS數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理4.1 GIS數(shù)據(jù)源4.1.1 地圖數(shù)據(jù)4.1.2 遙感數(shù)據(jù)4.1.3 野外測量和GPS數(shù)據(jù)4.1.4 其他數(shù)據(jù)源4.2 地理數(shù)據(jù)分類和編碼4.2.1 地理數(shù)據(jù)的分類4.2.2 地理數(shù)據(jù)的編碼4.3 GIS數(shù)據(jù)采集和輸入4.3.1 建庫前準(zhǔn)備4.3.2 幾何圖形數(shù)據(jù)的采集4.3.3 屬性數(shù)據(jù)采集和組織4.3.4 屬性和幾何數(shù)據(jù)的連接4.4 GIS數(shù)據(jù)處理4.4.1 空間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換4.4.2 空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換4.4.3 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換4.4.4 數(shù)據(jù)檢查和編輯4.4.5 空間數(shù)據(jù)的壓縮和綜合4.4.6 窄問數(shù)據(jù)的插值方法4.4.7 多源空間數(shù)據(jù)的整合4.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量和精度控制4.5.1 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量4.5.2 GIS數(shù)據(jù)的誤差4.5.3 GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量評價(jià)4.5.4 空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)4.5.5 GIS元數(shù)據(jù)4.5.6 GIS互操作4.5.7 OpenGIS規(guī)范思考題第5章 GIS空間分析方法5.1 基于柵格數(shù)據(jù)的GIS空間分析5.1.1 柵格疊加分析5.1.2 柵格緩沖分析5.1.3 柵格鄰域分析5.1.4 柵格窗口分析5.1.5 柵格地形分析5.2 基于矢量數(shù)據(jù)的GIS空間分析5.2.1 矢量地理查詢5.2.2 矢量緩沖分析5.2.3 矢量疊置分析5.2.4 矢量網(wǎng)絡(luò)分析5.2.5 矢量地形分析5.2.6 矢量鄰域分析思考題第6章 GIS應(yīng)用模型6.1 GIS應(yīng)用模型概述6.1.1 GIS應(yīng)用模型的分類6.1.2 GIS應(yīng)用模型與GIS空間分析6.1.3 GIS應(yīng)用模型的構(gòu)建6.2 常用的應(yīng)用模型6.2.1 適宜性分析模型6.2.2 地學(xué)模擬模型6.2.3 發(fā)展預(yù)測模型6.2.4 交通規(guī)劃模型思考題第7章 GIS可視化及其產(chǎn)品輸出7.1 地理信息可視化7.1.1 可視化定義7.1.2 地理信息可視化概念7.1.3 地理信息可視化理論7.2 地理信息可視化技術(shù)7.2.1 概念和形式7.2.2 地理信息可視化過程7.2.3 電子地圖7.3 動態(tài)現(xiàn)象可視化7.3.1 動態(tài)地圖概念7.3.2 動態(tài)地圖符號7.3.3 動態(tài)電子地圖分類7.3.4 動態(tài)電子地圖的設(shè)計(jì)7.4 GIS輸出7.4.1 電子地圖的輸出7.4.2 地圖(集)生產(chǎn)出版思考題第8章 GIS設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用8.1 GIS的設(shè)計(jì)開發(fā)簡介8.1.1 工具型GIS和應(yīng)用型GIS8.1.2 三種開發(fā)方法簡介8.2 GIS開發(fā)的系統(tǒng)工程方法8.2.1 GIS工程的概念8.2.2 GIS工程開發(fā)階段劃分及任務(wù)制定8.2.3 GIS工程開發(fā)中的組織管理8.3 應(yīng)用GIS開發(fā)案例8.3.1 福建省生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)構(gòu)建及應(yīng)用研究8.3.2 福建省生態(tài)環(huán)境綜合信息圖譜構(gòu)建與應(yīng)用思考題附錄A 地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目附錄B 本書雙語關(guān)鍵術(shù)語附錄C 本書每章 內(nèi)容英語摘要及教學(xué)大綱參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：盡管GIS定義不統(tǒng)一，具體的GIS系統(tǒng)顯示內(nèi)容也不同，但能構(gòu)成GIS的都具備以下要素：第一，應(yīng)有處理地理數(shù)據(jù)的能力；第二，在統(tǒng)一的地表定位坐標(biāo)系統(tǒng)下，以特定的數(shù)據(jù)模型輸入、組織、存儲和管理地理數(shù)據(jù)，并允許用戶根據(jù)地理空間位置訪問數(shù)據(jù)，或根據(jù)專題屬性訪問數(shù)據(jù)，以可視化的形式表示地理數(shù)據(jù)；第三，擁有一套特殊的用于處理和分析地理數(shù)據(jù)的基本工具；第四，要有很強(qiáng)的地理數(shù)據(jù)的輸出功能。若從人機(jī)系統(tǒng)來看，GIS則由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用環(huán)境（即方法和人員）等要素組成，如圖1.4所示。若只從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來看，GIS則由輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)和處理系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。

編輯推薦

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》注重理論和實(shí)踐相結(jié)合。在本教材基礎(chǔ)上，還配套出版了《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》對學(xué)生掌握GIS基礎(chǔ)理論和基本操作有著實(shí)際的幫助?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)導(dǎo)論》針對高等院校地理、生態(tài)環(huán)境、城市規(guī)劃等專業(yè)本科和高職高專學(xué)生，也可以作為地理信息系統(tǒng)、資源和環(huán)境系統(tǒng)以及地學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程用書?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)導(dǎo)論》體系完備，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，涵蓋了GlS的概念、功能、原理和應(yīng)用等內(nèi)容。

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