本书对GIS的基础理论、算法以及实现原理进行了系统分析和阐述，对GIS的学科体系和基础理论建设具有重要意义。全书共9章，内容包括：绪论、地理信息系统的构成、地理空间数据获取、地理空间数据表达、地理空间数据处理、地理空间数据管理、空间数据分析、地图制图与空间数据可视化、地理信息工程设计与开发。
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丛书序
第二版序
第二版前言
第一版序
第一版前言
第1章 绪论 1
1.1 地理信息系统的起因与发展 1
1.1.1 国际上GIS的起因与发展 1
1.1.2 我国GIS的发展概况 3
1.2 地理信息系统的概念内涵及演进 5
1.2.1 信息和地理信息 5
1.2.2 信息系统 7
1.2.3 地理信息系统的概念及演进 7
1.3 GIS的特点 9
1.3.1 GIS的基本特点 9
1.3.2 GIS与相关系统的区别和联系 9
1.4 GIS与相关学科的关系 11
1.5 当代GIS的发展 12
1.5.1 组件GIS 12
1.5.2 互联网GIS 13
1.5.3 多维动态GIS 13
1.5.4 移动GIS 14
1.5.5 实时GIS 15
1.5.6 地理信息网络共享与互操作 16
1.5.7 地理空间信息公共服务 16
思考题 17
第2章 地理信息系统的构成 18
2.1 地理信息系统的组成要素 18
2.2 地理信息系统的硬件构成 19
2.2.1 硬件配置 19
2.2.2 计算机及网络设备 21
2.2.3 存储设备 26
2.2.4 输入设备 27
2.2.5 输出设备 30
2.3 地理信息系统的软件构成 31
2.3.1 GIS程序集的软件层次 31
2.3.2 GIS基础软件的五大子系统 32
2.4 地理信息系统的主要功能 36
思考题 37
第3章 地理空间数据获取 38
3.1 概述 38
3.1.1 空间数据的内容 38
3.1.2 空间数据的基本特征 39
3.1.3 空间数据测量的尺度与精度 40
3.1.4 数据来源 40
3.2 野外数据采集 41
3.2.1 传统外业数据采集 41
3.2.2 全站仪数据采集 42
3.2.3 GNSS 数据采集 42
3.3 地图数字化数据采集 46
3.3.1 地图数字化原理 46
3.3.2 手扶跟踪数字化 47
3.3.3 扫描数字化 47
3.3.4 数字化编辑处理 48
3.4 摄影测量数据采集 49
3.4.1 基本原理 50
3.4.2 解析摄影测量 51
3.4.3 数字摄影测量 52
3.5 遥感图像处理数据采集 52
3.5.1 遥感技术 52
3.5.2 遥感数据及其特征 53
3.5.3 遥感图像处理系统 56
3.5.4 数字影像地图数字化 58
3.5.5 遥感与GIS 的结合 59
3.6 点云数据采集 61
3.7 属性数据获取 64
3.8 众源地理数据获取 65
3.9 空间数据质量 66
3.9.1 空间数据质量的概念 66
3.9.2 空间数据误差来源及其类型 68
3.9.3 几何误差及其描述 69
3.9.4 属性误差及其描述 72
3.10 空间数据元数据 73
3.10.1 元数据的概念与类型 73
3.10.2 空间数据元数据描述 75
3.10.3 空间数据元数据标准问题 78
3.10.4 空间元数据的作用 80
思考题 81
第4章 地理空间数据表达 82
4.1 地理空间与地理系统 82
4.1.1 地理空间 82
4.1.2 地理系统 82
4.2 地理参考系统 84
4.2.1 地球形状和大小 84
4.2.2 参考椭球体 85
4.2.3 地理坐标系 87
4.3 地图投影 88
4.3.1 地图投影的概念 88
4.3.2 地图投影变形 88
4.3.3 地图投影的类型 90
4.3.4 我国常用的地图投影 90
4.3.5 地形图的分幅与编号 95
4.3.6 我国常用坐标系统及高程系统 96
4.4 地理空间对象及其表达方法 98
4.4.1 地理实体与地理现象 98
4.4.2 地理实体的类型 98
4.4.3 地理空间对象的表示方法 99
4.4.4 空间对象关系 105
4.4.5 矢量数据表达 113
4.4.6 栅格数据表达 120
4.5 规则镶嵌结构 125
4.6 四叉树数据结构 126
4.7 不规则镶嵌结构 139
思考题 142
第5章 地理空间数据处理 143
5.1 空间数据处理基本算法 143
5.1.1 点状数据处理基本算法 143
5.1.2 线状目标基本操作算法 144
5.1.3 多边形目标基本操作算法 157
5.2 几何变换 162
5.2.1 相似变换 162
5.2.2 仿射变换 163
5.2.3 投影变换 164
5.3 空间数据转换 165
5.3.1 外部交换文件方式 166
5.3.2 空间数据交换标准方式 166
5.3.3 空间数据互操作方式 167
5.3.4 Web 服务方式 167
5.4 矢量栅格数据转换 168
5.4.1 矢量-栅格转换 168
5.4.2 栅格-矢量转换 171
5.5 拓扑关系的自动建立 173
5.5.1 欧拉定理 173
5.5.2 点-线拓扑关系的建立 174
5.5.3 多边形拓扑关系的自动建立 175
5.6 矢量数据错误与编辑 176
5.6.1 矢量数据错误类型 177
5.6.2 几何数据的编辑方法 178
5.7 图幅拼接与接边 181
5.7.1 几何接边 181
5.7.2 逻辑接边 182
思考题 182
第6章 地理空间数据管理 183
6.1 数据管理概述 183
6.1.1 数据与数据库文件 183
6.1.2 数据库与数据库管理系统 188
6.1.3 数据库模型 192
6.2 空间数据组织 200
6.2.1 图幅内空间数据的组织 200
6.2.2 图库管理 201
6.2.3 数据库组织方式 202
6.3 空间数据索引 205
6.3.1 对象范围索引 206
6.3.2 空间格网索引 206
6.3.3 二叉树空间索引 208
6.3.4 四叉树空间索引 210
6.3.5 R 树与R+树空间索引 211
6.4 空间数据库管理系统 212
6.4.1 文件与关系数据库混合管理系统 212
6.4.2 全关系型空间数据库管理系统 213
6.4.3 对象-关系空间数据库管理系统 214
6.4.4 面向对象空间数据库管理系统 217
6.5 空间数据查询 217
6.5.1 空间查询及定义 217
6.5.2 空间查询语言及方法 221
6.6 新型空间数据库系统 223
6.6.1 NoSQL数据库概述 223
6.6.2 基于NoSQL数据库的空间扩展 224
思考题 226
第7章 空间数据分析 228
7.1 矢量数据空间分析 228
7.1.1 叠置分析 228
7.1.2 缓冲区分析 232
7.1.3 网络分析 233
7.2 栅格数据空间分析 239
7.2.1 栅格数据聚类聚合分析 239
7.2.2 栅格数据的叠置分析 241
7.2.3 栅格数据追踪分析 243
7.3 三维数据空间分析 244
7.3.1 趋势面分析 244
7.3.2 表面积计算 247
7.3.3 体积计算 249
7.3.4 坡度计算 250
7.3.5 坡向计算 251
7.3.6 剖面计算 254
7.3.7 可视性分析 255
7.4 空间数据统计分析 259
7.4.1 多元统计分析 259
7.4.2 空间点模式分析 262
7.4.3 空间自相关分析 268
7.4.4 地学统计分析 273
思考题 274
第8章 地图制图与空间数据可视化 275
8.1 地图制图 275
8.1.1 地图的组成和布局 275
8.1.2 地图符号 277
8.1.3 地图注记 285
8.1.4 普通地图与专题地图制图 286
8.1.5 地图设计 292
8.1.6 地图排版 293
8.1.7 地图输出 295
8.2 地理空间数据可视化 296
8.3 地形数据可视化 297
8.3.1 等值线法 297
8.3.2 垂直剖面线法 306
8.3.3 地貌晕渲法 306
8.3.4 分层设色法 307
8.3.5 透视图法 307
思考题 311
第9章 地理信息工程设计与开发 312
9.1 GIS工程的特点 312
9.2 GIS工程设计方法 313
9.3 GIS工程开发模型 314
9.4 GIS工程设计开发过程 318
9.4.1 系统分析 318
9.4.2 系统设计 321
9.4.3 系统实施 324
9.4.4 系统测试 324
9.4.5 系统运行 325
9.4.6 系统维护与评价 325
9.5 GIS工程设计开发方法 325
9.5.1 独立式GIS 工程开发 326
9.5.2 GIS二次开发 327
思考题 328
主要参考文献 329
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