內(nèi) 容 簡 介
本書系統(tǒng)地介紹了地理信息系統(tǒng)的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，闡述了空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)，論述了數(shù)據(jù)獲取及處理的方法，重點(diǎn)介紹了地理信息系統(tǒng)的空間查詢和空間分析功能以及地理信息系統(tǒng)常用的設(shè)計(jì)方法及評(píng)價(jià)等；最后以“天地圖·遼寧”為例，闡述了其設(shè)計(jì)方法及部分功能模塊，使讀者能夠形象、生動(dòng)地理解地理信息系統(tǒng)實(shí)際體現(xiàn)形式及用途。
本書可作為工科院校測繪類、規(guī)劃類、環(huán)境類、農(nóng)林水利類、遙感類、地學(xué)類等本、專科及高等職業(yè)教育的教學(xué)用書。在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，任課老師可以根據(jù)具體情況，對(duì)本書內(nèi)容進(jìn)行選擇教學(xué)。
前 言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)越來越為人們所熟悉，也越來越多地出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中。地理信息系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理、存儲(chǔ)、查詢與分析等操作，從而獲得人們?nèi)粘Ｉ詈蛯ｎ}性需要的一門綜合學(xué)科。地理信息系統(tǒng)目前得到了社會(huì)各界的認(rèn)可，并且由于其本身的學(xué)科特點(diǎn)，使其能夠與多學(xué)科融合，例如計(jì)算機(jī)、測繪、地理學(xué)、林學(xué)、遙感學(xué)、農(nóng)學(xué)、地學(xué)等。對(duì)于測繪等專業(yè)本科生，也是一門重要的專業(yè)課。
本書特點(diǎn)是在介紹了地理信息系統(tǒng)的理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，以實(shí)際開發(fā)的案例為參考，全面闡述地理信息系統(tǒng)的原理與應(yīng)用。本書全面地介紹了地理信息系統(tǒng)的基本理論，闡述了空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)和空間數(shù)據(jù)獲取及處理方法，論述了地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，并介紹了“天地圖·遼寧”的設(shè)計(jì)方法和部分應(yīng)用。具體章節(jié)設(shè)置為：第1章緒論、第2章空間數(shù)據(jù)組織、第3章空間數(shù)據(jù)獲取與處理、第4章空間數(shù)據(jù)庫、第5章空間查詢與空間分析、第6章GIS專題應(yīng)用、第7章GIS產(chǎn)品輸出與地圖制圖、第8章GIS的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、第9章GIS案例。
本書劉茂華任主編，成遣、白海麗、王巖任副主編，具體分工如下：沈陽建筑大學(xué)劉茂華編寫第1、6章；沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)成遣編寫第2、3章；河北工業(yè)大學(xué)白海麗編寫第4、5章，遼寧省有色地質(zhì)局勘查總院孫秀波參與編寫第4章；沈陽建筑大學(xué)王巖、孫立雙編寫第7章；大連金源勘測技術(shù)有限公司于樹良、張愛華編寫第8章；遼寧省基礎(chǔ)地理信息中心王峰、易智瑞(中國)信息技術(shù)有限公司沈陽分公司艾中天、梅小迪編寫第9章；最后由劉茂華、王巖統(tǒng)稿。感謝易智瑞(中國)信息技術(shù)有限公司沈陽分公司王彬、石姣及季曉光對(duì)本書編寫給予的大力支持。
由于編者水平有限，書中難免存在疏漏之處，敬請(qǐng)各位專家和讀者不吝賜教。
編 者
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 地理信息系統(tǒng)的基本概念 1
1.1.1 地理信息系統(tǒng)的相關(guān)概念 1
1.1.2 GIS含義 3
1.2 GIS的發(fā)展 4
1.2.1 國外GIS的發(fā)展概況 4
1.2.2 我國GIS的發(fā)展概況 6
1.2.3 當(dāng)代GIS的發(fā)展概述 7
1.3 GIS的組成 10
1.3.1 系統(tǒng)硬件 11
1.3.2 GIS軟件 14
1.3.3 GIS的數(shù)據(jù) 15
1.3.4 應(yīng)用人員 17
1.3.5 應(yīng)用模型 17
1.4 GIS的功能 18
1.4.1 GIS的基本功能 18
1.4.2 GIS的應(yīng)用功能與范圍 20
習(xí)題 22
第2章 空間數(shù)據(jù)組織 23
2.1 地理空間及其表達(dá) 23
2.1.1 地理空間信息 23
2.1.2 地理空間信息的描述 23
2.1.3 地圖對(duì)空間實(shí)體的描述 29
2.1.4 影像對(duì)空間實(shí)體的描述 31
2.1.5 GIS對(duì)空間實(shí)體的表達(dá) 31
2.2 地理空間數(shù)據(jù)及其特征 32
2.2.1 空間數(shù)據(jù)基本特征 32
2.2.2 空間數(shù)據(jù)分類 33
2.3 地理信息的空間關(guān)系 35
2.3.1 地理空間數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系 35
2.3.2 地理空間數(shù)據(jù)的方向關(guān)系 36
2.3.3 地理空間數(shù)據(jù)的度量關(guān)系 37
2.4 地理信息的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 38
2.4.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編碼 38
2.4.2 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及編碼 47
2.4.3 矢、柵結(jié)構(gòu)的比較與相互轉(zhuǎn)換 56
習(xí)題 68
第3章 空間數(shù)據(jù)獲取與處理 69
3.1 數(shù)據(jù)源的種類 69
3.2 空間數(shù)據(jù)的采集 71
3.2.1 空間數(shù)據(jù)的分類與編碼 72
3.2.2 屬性數(shù)據(jù)的采集 73
3.2.3 空間數(shù)據(jù)的采集 76
3.3 空間數(shù)據(jù)編輯與處理 83
3.3.1 誤差或錯(cuò)誤的檢查與編輯 83
3.3.2 數(shù)學(xué)基礎(chǔ)變換 85
3.3.3 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 88
3.3.4 坐標(biāo)變化 89
3.3.5 圖像解譯 91
3.3.6 圖幅拼接 92
3.4 空間數(shù)據(jù)編輯算法 94
3.4.1 點(diǎn)的捕捉算法 94
3.4.2 線的捕捉算法 94
3.4.3 面的捕捉算法 96
3.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)與控制 97
3.5.1 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的相關(guān)概念 97
3.5.2 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià) 98
3.5.3 空間數(shù)據(jù)的誤差源及誤差傳播 99
3.5.4 誤差類型分析 100
3.5.5 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制 100
習(xí)題 102
第4章 空間數(shù)據(jù)庫 103
4.1 數(shù)據(jù)庫概述 103
4.1.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 103
4.1.2 空間數(shù)據(jù)庫 104
4.2 數(shù)據(jù)模型 105
4.2.1 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型 105
4.2.2 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型 108
4.2.3 空間數(shù)據(jù)模型 113
4.2.4 三維空間數(shù)據(jù)模型 119
4.3 空間數(shù)據(jù)索引 119
4.3.1 簡單網(wǎng)格空間索引 120
4.3.2 二叉樹索引 120
4.3.3 R樹索引和R+樹索引 121
4.3.4 CELL索引 122
4.3.5 四叉樹索引 123
4.4 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 124
4.4.1 需求分析 124
4.4.2 概念設(shè)計(jì) 125
4.4.3 邏輯設(shè)計(jì) 126
4.4.4 物理設(shè)計(jì) 127
4.4.5 數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn) 127
4.4.6 數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行與維護(hù) 128
習(xí)題 128
第5章 空間查詢與空間分析 129
5.1 空間分析建模 129
5.1.1 空間分析模型 129
5.1.2 空間分析建模 130
5.2 空間查詢與量算 131
5.2.1 空間數(shù)據(jù)的查詢 131
5.2.2 空間數(shù)據(jù)的量算 133
5.3 緩沖區(qū)分析 138
5.3.1 緩沖區(qū)分析基本概念 138
5.3.2 矢量數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的生成 139
5.3.3 柵格數(shù)據(jù)的緩沖區(qū) 142
5.4 疊置分析 142
5.4.1 矢量數(shù)據(jù)的疊置分析 143
5.4.2 柵格數(shù)據(jù)的疊置分析 145
5.5 網(wǎng)絡(luò)分析 149
5.5.1 圖論基本概念 149
5.5.2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 151
5.5.3 網(wǎng)絡(luò)分析功能 153
5.6 數(shù)字地形模型與地形分析 156
5.6.1 DTM 與DEM 157
5.6.2 DEM的主數(shù)據(jù)模型 157
5.6.3 DEM模型的相互轉(zhuǎn)化 158
5.6.4 數(shù)字地形分析 159
5.7 空間數(shù)據(jù)的其他分析 166
5.7.1 空間信息分類 166
5.7.2 空間統(tǒng)計(jì)分析 170
5.7.3 空間插值 174
習(xí)題 182
第6章 GIS的專題應(yīng)用 183
6.1 GIS應(yīng)用概述 183
6.1.1 概況 183
6.1.2 農(nóng)業(yè) 183
6.1.3 林業(yè) 184
6.1.4 土地管理 185
6.1.5 環(huán)境資源管理 185
6.1.6 宏觀預(yù)測、輔助決策 186
6.2 GIS在資源管理、區(qū)域規(guī)劃及
輔助決策方面的應(yīng)用 186
6.2.1 資源管理 186
6.2.2 區(qū)域規(guī)劃 187
6.2.3 輔助決策 188
6.3 3S集成 189
6.3.1 3S集成概述 189
6.3.2 GIS與RS集成 190
6.3.3 GIS與GNSS的集成 191
6.3.4 RS與GNSS集成 193
6.3.5 3S集成的意義 194
6.4 組件式GIS 194
6.4.1 ComGIS概述 194
6.4.2 COM技術(shù) 195
6.5 WebGIS 197
6.5.1 Web原理 198
6.5.2 WebGIS特點(diǎn) 198
6.5.3 分布式WebGIS 199
6.6 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 201
6.6.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述 201
6.6.2 VR分類 202
6.6.3 VR組成及關(guān)鍵技術(shù) 203
6.7 移動(dòng)GIS 204
6.7.1 移動(dòng)GIS概述 204
6.7.2 移動(dòng)GIS特點(diǎn) 205
6.7.3 移動(dòng)GIS組成 205
6.8 數(shù)字地球 209
6.8.1 數(shù)字地球的概念 209
6.8.2 DE涵蓋的技術(shù)學(xué)科 210
6.8.3 DE的意義 211
6.8.4 智慧地球 211
習(xí)題 212
第7章 GIS產(chǎn)品輸出與地圖制圖 213
7.1 地圖定義及分類 213
7.1.1 紙質(zhì)地圖 214
7.1.2 數(shù)字地圖 217
7.1.3 動(dòng)態(tài)地圖 219
7.2 地圖的色彩 219
7.2.1 色彩的基本屬性 220
7.2.2 三原色 220
7.2.3 色彩的混合和色彩的感覺 221
7.2.4 地圖色彩的設(shè)計(jì) 223
7.3 地圖符號(hào) 225
7.3.1 地圖符號(hào)的實(shí)質(zhì) 225
7.3.2 地圖符號(hào)的分類 226
7.3.3 地圖符號(hào)的視覺變量 227
7.4 地圖的注記 230
7.4.1 地圖注記的功能 230
7.4.2 地圖注記的種類 231
7.4.3 地圖注記的構(gòu)成 232
7.4.4 地名 234
7.5 制圖綜合 237
7.5.1 制圖綜合的概念 237
7.5.2 制圖綜合的基本方法 238
7.5.3 影響制圖綜合的基本要素 240
7.6 地圖圖面設(shè)計(jì) 241
習(xí)題 243
第8章 GIS的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 244
8.1 GIS的設(shè)計(jì)方法 244
8.1.1 GIS設(shè)計(jì)概述 244
8.1.2 結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模式 245
8.2 GIS設(shè)計(jì)與開發(fā)的步驟 248
8.2.1 可行性研究 249
8.2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 250
8.2.3 建立系統(tǒng)的實(shí)施計(jì)劃 250
8.2.4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 251
8.2.5 系統(tǒng)運(yùn)行 251
8.2.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例 252
8.3 GIS評(píng)價(jià) 253
習(xí)題 254
第9章 GIS案例 255
9.1 “天地圖·遼寧”的意義 255
9.2 “天地圖·遼寧”的建設(shè)原則及
依據(jù) 256
9.2.1 建設(shè)原則 256
9.2.2 編制依據(jù) 256
9.2.3 建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 256
9.3 “天地圖”省、市級(jí)節(jié)點(diǎn)建設(shè)
技術(shù)要求 257
9.3.1 技術(shù)規(guī)范與管理辦法 257
9.3.2 在線服務(wù)數(shù)據(jù)集 257
9.3.3 在線服務(wù)軟件系統(tǒng) 258
9.3.4 運(yùn)行支持環(huán)境 260
9.3.5 日常運(yùn)行管理 261
9.4 “天地圖·遼寧”功能簡介 261
9.4.1 系統(tǒng)使用環(huán)境 261
9.4.2 功能模塊 262
習(xí)題 270
參考文獻(xiàn) 271
