地球信息理論和零初始化問題

前言

21世紀是信息科學和其他科學全面融合的時代。隨著以因特網(wǎng)為代表的信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在地球信息科學領(lǐng)域里，全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等三大現(xiàn)代測繪技術(shù)之間相互滲透，逐漸形成了以地理信息系統(tǒng)為核心的集成化技術(shù)系統(tǒng)，“這就從更高層次上提出了對于支撐和指導這一集成化技術(shù)系統(tǒng)的技術(shù)及其應(yīng)用方法的地理空間基礎(chǔ)理論的研究，只有完善的技術(shù)體系和完備的科學理論相結(jié)合，21世紀的地理信息系統(tǒng)的科學地位才能夠被最終確立”（陳述彭等，1999）。理論是技術(shù)的指導，近半個世紀來，地理信息系統(tǒng)發(fā)展的實際進程產(chǎn)生了眾多深層次的問題，使人們對新興地球信息科學的理論問題有了更清楚的認識。當前，尤其要強調(diào)理論對于實踐的指導作用。作為地球科學、系統(tǒng)科學和信息科學融會而成的新興地球信息科學，在繼承和使用各相關(guān)學科理論和技術(shù)體系的過程中，必須確立本學科特定的內(nèi)容，否則，新興的學科很難聚焦于自己特定的核心內(nèi)容，取得自己學科應(yīng)有的發(fā)展。地球信息科學（Geographic Information Science）和地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）具有相同的英文縮寫GIS和最廣泛的聯(lián)系。地理信息系統(tǒng)是地球信息科學的綜合性技術(shù)系統(tǒng)，而地球信息科學是地理信息系統(tǒng)特有的理論基礎(chǔ)。地理信息系統(tǒng)作為一個綜合性的技術(shù)系統(tǒng)，涉及廣泛的學科理論和技術(shù)內(nèi)容，比如數(shù)據(jù)庫的理論和技術(shù)是地理信息系統(tǒng)的重要內(nèi)容，數(shù)據(jù)庫又是計算機科學的核心理論和技術(shù)，其發(fā)展歷史也明確表明了這一點。因此，才可能有“地球信息理論”的提出并相應(yīng)聚焦它特定的內(nèi)容。地球信息科學的理論問題是在地理信息系統(tǒng)的技術(shù)實踐中不斷形成和發(fā)展的。一是有些技術(shù)不合理的設(shè)限，二是技術(shù)沒有徹底地反映本質(zhì)。比如地理信息的度量空間，明明地理空間是圈層結(jié)構(gòu)的空間，怎么能滿足于地圖投影局部、表層和粗略的空間度量？又比如一個區(qū)域的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，能夠繪出5 000個小村莊間的道路，能夠指出這些村莊間最短通路，那么是什么妨礙了算出環(huán)游這5 000個村莊的回路呢？是否還缺什么條件？是否最終能算？

內(nèi)容概要

本書是針對由地球科學、信息科學和系統(tǒng)科學融會而成的新興學科——地球信息科學若干重要理論問題進行初步探索的著作，力圖聚焦該學科特定的核心內(nèi)容。本書首先討論地球信息科學的三個基礎(chǔ)理論問題，即地球信息的度量空間、空間問題的可計算性和地理過程的可計算性；進而論及其他若干重要理論問題：空間信息網(wǎng)格、空間數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)質(zhì)量、地理信息系統(tǒng)標準化、可視化理論和方法以及空間分析理論和方法等。在此基礎(chǔ)上，針對可計算性理論中數(shù)據(jù)初始化問題，顧及到與它密切相關(guān)的空間數(shù)據(jù)模型通用、規(guī)范、動態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和極大量的空間數(shù)據(jù)處理和分析軟件模塊的一體化組織，著重論述了零初始化的概念、目標、理論意義和必要性；還分析了實現(xiàn)零初始化的途徑、條件和方法；提供了零初始化的初步成果和實例，它主要是基于柵格模型最為困難的應(yīng)用分析方法——網(wǎng)絡(luò)分析來實施的。    本書可作為相關(guān)專業(yè)研究生教學用書或大學高年級學生補充讀物，也可供從事地理信息的科技工作者參考。

書籍目錄

第一章 地球信息科學的基本理論問題  1.1 地球信息的度量空間  1.2 空間問題的可計算性  1.3 地理過程的可計算性  1.4 本章小結(jié)第二章 地球信息科學的其他若干理論問題  2.1 空間信息網(wǎng)格  2.2 空間數(shù)據(jù)模型  2.3 地理信息系統(tǒng)標準化  2.4 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量  2.5 可視化理論和方法  2.6 空間分析理論和方法  2.7 本章小結(jié)第三章 空間數(shù)據(jù)初始化概論  3.1 地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)零初始化研究  3.2 網(wǎng)絡(luò)分析的柵格途徑  3.3 本章小結(jié)第四章 GIS的空間數(shù)據(jù)零初始化研究  4.1 GIS空間數(shù)據(jù)特征  4.2 GIS空間數(shù)據(jù)模型  4.3 空間數(shù)據(jù)的表達  4.4 空間數(shù)據(jù)組織面臨的困惑  4.5 GIS空間數(shù)據(jù)零初始化  4.6 本章小結(jié)第五章 GIS網(wǎng)絡(luò)分析基礎(chǔ)  5.1 GIS網(wǎng)絡(luò)分析的特征  5.2 網(wǎng)絡(luò)分析的圖論基礎(chǔ)  5.3 地理網(wǎng)絡(luò)模型的研究  5.4 網(wǎng)絡(luò)分析類別、內(nèi)容及應(yīng)用領(lǐng)域  5.5 網(wǎng)絡(luò)分析的核心算法——最短路徑算法研究現(xiàn)狀  5.6 本章小結(jié)第六章 柵格網(wǎng)絡(luò)分析基礎(chǔ)  6.1 網(wǎng)絡(luò)分析與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  6.2 柵格網(wǎng)絡(luò)分析的研究現(xiàn)狀及進展  6.3 地理網(wǎng)絡(luò)的柵格表達  6.4 柵格路徑搜索策略與距離計算  6.5 柵格數(shù)據(jù)的代數(shù)運算  6.6 本章小結(jié)第七章 柵格網(wǎng)絡(luò)分析的算法研究  7.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的基本要求和色彩表達約定  7.2 連通分析  7.3 路徑分析  7.4 流分析  7.5 資源分配與基于網(wǎng)絡(luò)距離的緩沖區(qū)分析  7.6 中心選址問題  7.7 其他網(wǎng)絡(luò)分析  7.8 網(wǎng)絡(luò)分析實驗及結(jié)論  7.9 本章小結(jié)第八章 擴展討論  8.1 柵格網(wǎng)絡(luò)分析的數(shù)據(jù)分辨率要求  8.2 柵格網(wǎng)絡(luò)分析的模型強化  8.3 柵格網(wǎng)絡(luò)分析的適宜性評價  8.4 關(guān)于空間分析的尺度討論  8.5 本章小結(jié)結(jié)語主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1地理信息系統(tǒng)顯著的基本矛盾——空間概念阻礙發(fā)展空間是事物的最基本特性，不存在沒有空間特性的事物，也不存在虛無和絕對的空間?？臻g隨事物的性質(zhì)、發(fā)展和要求的不同而有所變化。比較地學各學科對空間概念的理解，無疑將十分有益。1.地理學的地理空間（陳述彭等。1999）地理學的地理空間是指物質(zhì)、能量和信息在形態(tài)、結(jié)構(gòu)過程、功能關(guān)系上的分布方式和格局及其在時間上的延續(xù)。它是地球上大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和土壤圈相互作用的區(qū)域。這是普遍意義上的地理空間，是以整個地球為著眼點的。它是一個活動變化的整體。2.大地測量學的地球空間（陳健等。1992）大地測量學中把地球及其周圍空間數(shù)學模型化。它以旋轉(zhuǎn)橢球體數(shù)學模型抽象概括了地球及其周圍空間，并以橢球幾何研究了它的尺度，提供了地球空間準確的科學描繪，在現(xiàn)代更是以不斷精化的一組參數(shù)精密地描繪地球，它是地學各學科空間定義的基礎(chǔ)數(shù)學模型。顯然，地理學中的地理空間的描述與大地測量學中地球空間的描述本質(zhì)上是統(tǒng)一的，并以后者作為它的數(shù)學模型。3.地圖學和地圖投影學的地球空間（胡毓鉅等，1997）近代地圖學承襲了大地測量學對地球空間的概念，以可視和量度的一體化的模擬產(chǎn)品形式描繪地球信息，但受制于紙質(zhì)媒體和計算、量度工具的局限，采用了地圖投影學來實現(xiàn)它的空間。地圖投影學是研究把地球橢球體面展平到平面上的科學，由于旋轉(zhuǎn)橢球體的不可展特性，展平必然產(chǎn)生變形，因此針對不同用途、不同比例尺、不同區(qū)域的地圖，選擇和設(shè)計各種變形特性的地圖投影是地圖投影學的主要內(nèi)容。其主旨是把地球空間納入歐氏空間，以實現(xiàn)地理信息的可視和量度的一體化。因此，由于傳統(tǒng)地圖可視化和可量度的不可分離性，地圖的空間觀念是把地球空間進行了近似描繪。

編輯推薦

《地球信息理論和零初始化問題》是由測繪出版社出版的。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    地球信息理論和零初始化問題 PDF格式下載

---