地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論

前言

地理信息系統(tǒng)是一種用于采集、存儲、管理、分析以及顯示地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。自20世紀(jì)60年代初期以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是圖形圖像技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始用于地圖制作、編輯和空間分析中。近年來，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展大大拓寬了GIS的應(yīng)用領(lǐng)域，使得GIS在資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運(yùn)輸、軍事、公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等行業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮著越來越重要的作用。1998年美國副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”的概念；2004.年8月，美國勞工部將空間信息技術(shù)與納米技術(shù)、生物技術(shù)列為未來三大主要上升領(lǐng)域，由此可見，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)得到越來越多的認(rèn)可。在這樣的背景下，地理信息系統(tǒng)也越來越融人IT技術(shù)的主流，為了適應(yīng)新時期GIS技術(shù)的變化，滿足各種應(yīng)用對GIS的新需求，我們編寫了這一部作為入門級讀物的教材，旨在全面地覆蓋GIS相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，貼近現(xiàn)實(shí)，體現(xiàn)實(shí)用，同時緊扣當(dāng)前GIS的前沿技術(shù)，引領(lǐng)讀者進(jìn)人GIS的殿堂。本書的結(jié)構(gòu)如下：全書共11章。第l章為緒論，主要介紹地理信息系統(tǒng)的一些相關(guān)背景知識、GIS的發(fā)展歷程、系統(tǒng)構(gòu)成及GIS與其他相關(guān)學(xué)科與技術(shù)的關(guān)系；第2章，介紹地理空間的表達(dá)、地理坐標(biāo)系、地圖投影和地圖比例尺等基礎(chǔ)知識；第3章，介紹空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)采集方法和空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)技術(shù)流程；第4章，介紹GIS數(shù)據(jù)采集過程中的數(shù)據(jù)來源；第5章，空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；第6章，介紹GIS的基本空間分析功能，包括緩沖區(qū)分析、疊置分析、網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析與統(tǒng)計(jì)分析等；第7章，介紹地理信息系統(tǒng)的高級空間分析模型、數(shù)據(jù)倉庫與空間數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)字地面模型等高級技術(shù)；第8章，介紹地理信息系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)的技術(shù)和流程，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行闡述。

內(nèi)容概要

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，GIS）發(fā)展日新月異，目前已經(jīng)融入IT技術(shù)的主流，發(fā)展為集遙感、全球定位系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)于一身的綜合學(xué)科。本書是關(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、主要應(yīng)用和新技術(shù)。本書共由11章和2個附錄組成。第1章為 GIS概論；第2章為空間信息基礎(chǔ)；第3章為GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和空間數(shù)據(jù)庫；第4章為空間數(shù)據(jù)采集和空間數(shù)據(jù)處理；第5章為空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；第6章為空間數(shù)據(jù)基本分析；第7章為高級空間分析；第8章為地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)；第9章為地理信息可視化；第10章為地理信息應(yīng)用；第11章為地理信息新技術(shù)。每章前面提供學(xué)習(xí)指南，后面提供思考題及進(jìn)一步討論的問題，便于讀者閱讀使用。2個附錄分別為GIS行業(yè)相關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)和GIS中的一些常用術(shù)語釋義。    該書貼近現(xiàn)實(shí)，體現(xiàn)實(shí)用，同時緊扣當(dāng)前GIS的前沿技術(shù)。該書既可作為高等院校地理信息系統(tǒng)、地理、土地資源、城市規(guī)劃等專業(yè)本科生和高職高專學(xué)生的教材，也可作為生態(tài)環(huán)境、資源和環(huán)境信息系統(tǒng)以及地學(xué)類專業(yè)的基礎(chǔ)課程用書。

書籍目錄

第1章 概論  1.1 基本知識  1.2 GIS的發(fā)展概況  1.3 地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成  1.4 GIS與相關(guān)學(xué)科及技術(shù)的關(guān)系  思考題第2章 空間信息基礎(chǔ)  2.1 地理空間的表達(dá)  2.2 地理坐標(biāo)系  2.3 地圖投影與地圖比例尺  2.4 空間數(shù)據(jù)的組織與編碼  思考題第3章 GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及空間數(shù)據(jù)庫  3.1 地理實(shí)體及其描述  3.2 空間數(shù)據(jù)模型  3.3 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)  3.4 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)  思考題第4章 空間數(shù)據(jù)的采集和空間數(shù)據(jù)的處理  4.1 空間數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)來源  4.2 空間數(shù)據(jù)采集的主要方法  4.3 空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)  思考題第5章 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)  5.1 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量  5.2 空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)  思考題第6章 基本空間分析  6.1 空間分析概述  6.2 基本空間分析  思考題第7章 高級空間分析  7.1 高級空間分析模型  7.2 數(shù)據(jù)倉庫與空間數(shù)據(jù)挖掘  7.3 數(shù)字地面模型  思考題第8章 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)  8.1 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用模式  8.2 地理信息系統(tǒng)的開發(fā)  8.3 地理信息系統(tǒng)工程  思考題第9章 地理信息可視化  9.1 概述  9.2 二維空間信息可視化  9.3 三維信息可視化與虛擬地理環(huán)境  思考題第10章 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用  10.1 地理信息系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)氣候資源精細(xì)化模擬  10.2 地理信息系統(tǒng)與地質(zhì)災(zāi)害  10.3 地理信息系統(tǒng)與港口航道管理  10.4 GIS在土地定級中的應(yīng)用  10.5 車載導(dǎo)航系統(tǒng)  思考題第11章 地理信息系統(tǒng)新技術(shù)  11.1 多維GIS技術(shù)  11.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)  11.3 移動GIS  11.4 Web GIS  11.5 空間數(shù)據(jù)共享與標(biāo)準(zhǔn)化  11.6 Service GIS  思考題附錄  附錄A GIS行業(yè)相關(guān)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)  附錄B GIS中一些常見術(shù)語釋義參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換包括數(shù)據(jù)平移、旋轉(zhuǎn)、比例尺縮放以及地圖投影變換。數(shù)據(jù)概括也稱制圖綜合或地圖概括，它包括數(shù)據(jù)平滑、簡化、融合等過程。除上述數(shù)據(jù)處理功能外，GIS通常還具有數(shù)據(jù)剪裁、拼接、提取等功能。3）數(shù)據(jù)集成功能數(shù)據(jù)集成功能包括數(shù)據(jù)存儲與組織。高效的數(shù)據(jù)存儲與組織機(jī)制是建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵。柵格模型、矢量模型或柵格、矢量混合模型是常用的空間數(shù)據(jù)組織方法。由于GIS數(shù)據(jù)的特殊性，一般信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)不適合管理空間數(shù)據(jù)，因此，GIS必須發(fā)展自己特有的數(shù)據(jù)存儲、組織和管理功能。在空間數(shù)據(jù)組織與管理中，最為關(guān)鍵的是如何將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)融為一體。GIS數(shù)據(jù)庫是區(qū)域內(nèi)的地理要素特征以一定的組織方式存儲在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合，由于空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)具有不可分割的聯(lián)系，以及空間數(shù)據(jù)之間具有顯著的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，GIS數(shù)據(jù)庫管理功能除了與屬性數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)管理功能之外，還應(yīng)具備空間數(shù)據(jù)庫的定義，數(shù)據(jù)訪問和提取，從空間位置檢索空間物體及其屬性，從屬性條件檢索空間物體及其位置，開窗和接邊操作，以及數(shù)據(jù)更新和維護(hù)等功能。4）數(shù)據(jù)分析功能數(shù)據(jù)分析功能包括較為簡單的空間查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等功能，也包括較為復(fù)雜的空間分析與模型分析功能?？臻g查詢與分析是地理信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征，它主要包括數(shù)據(jù)操作運(yùn)算、數(shù)據(jù)查詢檢索以及數(shù)據(jù)綜合分析。數(shù)據(jù)查詢檢索即從數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)庫或存儲裝置中，查找和選取所需的數(shù)據(jù)，是為了滿足各種可能的查詢條件而進(jìn)行的系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)操作。例如，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、矢量數(shù)據(jù)疊合、柵格數(shù)據(jù)疊加操作以及按一定模式關(guān)系進(jìn)行的各種數(shù)據(jù)運(yùn)算，包括算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算等。綜合分析功能可以提高系統(tǒng)評價、管理和決策的能力，主要包括信息測量、屬性分析、統(tǒng)計(jì)分析、二維模型分析、多維模型分析及多要素綜合分析等。GIS建模是指用GIS和空間數(shù)據(jù)建立分析模型。GIS一方面應(yīng)為用戶提供空間數(shù)據(jù)建模及分析操作的手段，另一方面應(yīng)向用戶提供友好的使用界面?？臻g數(shù)據(jù)建模的基本任務(wù)是，針對所研究的空間現(xiàn)象或問題，描述GIS的空間數(shù)據(jù)組織，設(shè)計(jì)GIS空間數(shù)據(jù)庫模式，確定數(shù)據(jù)實(shí)體或目標(biāo)及其關(guān)系，設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)中的物理組織、存儲路徑和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。這項(xiàng)工作是以空間數(shù)據(jù)模型的理論為指導(dǎo)的?？臻g數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實(shí)世界中空間實(shí)體及其相互問聯(lián)系的概念，為描述空間數(shù)據(jù)組織和設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)庫模式提供了基本的方法。

編輯推薦

《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》是由重慶大學(xué)出版社出版的。

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