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第一章 绪论3

1．1地理信息系统的产生与发展3

1．1．1地理信息系统在国际的发展状况3

1．1．2地理信息系统在我国的发展状况5

1．1．3当代GIS的发展趋势6

1．2地理信息系统的定义7

1．2．1数据与信息7

1．2．2地理信息8

1．2．3信息系统8

1．2．4地理信息系统10

1．3地理信息系统的基本内容与构成10

1．3．1地理信息系统的基本内容10

1．3．2地理信息系统的构成11

1．4地理信息系统的功能12

1．5地理信息系统与相关学科的关系15

1．6地理信息系统的基本特征17

思考题18

第二章 地理空间和地图投影19

2．1地球椭球体要素19

2．2坐标系20

2．2．1大地坐标系21

2．2．2天文坐标系21

2．2．3空间直角坐标系21

2．2．4平面坐标系21

2．3地理空间及其表达24

2．4地图投影的基本问题25

2．4．1地图投影的概念25

2．4．2地图投影的变形25

2．4．3地图投影的分类26

2．4．4地图投影的选择29

2．5高斯-克吕格投影29

2．6地形图的分幅和编号31

2．6．1地形图的分幅31

2．6．2分幅编号32

思考题34

第三章 空间数据的获取35

3．1概述35

3．2空间数据及其特征36

3．2．1空间数据36

3．2．2空间数据的基本特征36

3．3空间数据获取方式37

3．3．1属性数据的采集37

3．3．2几何数据的采集38

3．4空间数据转换39

3．5空间数据模型41

3．6空间数据质量控制44

3．7空间数据标准48

思考题49

第四章 空间数据表达50

4．1空间对象及其定义50

4．2空间对象关系51

4．3空间数据的计算机表示53

4．4空间数据结构的类型54

4．5空间数据结构的建立54

4．6空间对象的矢量表达55

4．6．1矢量数据结构编码的基本内容55

4．6．2矢量编码方法56

4．7空间对象的栅格表达57

4．7．1栅格数据的基本概念57

4．7．2栅格数据层的概念58

4．7．3栅格数据结构的表示59

思考题60

第五章 空间数据处理61

5．1空间数据的坐标变换61

5．1．1几何纠正61

5．1．2投影变换62

5．2空间数据结构转换64

5．2．1矢量格式向栅格格式的转换64

5．2．2栅格格式向矢量格式的转换67

5．3矢量数据的图形编辑68

5．4拓扑关系的建立74

5．4．1多边形拓扑关系的建立74

5．4．2网络拓扑关系的建立76

5．5图形的裁剪与拼接76

5．6空间数据压缩77

5．6．1矢量数据的压缩77

5．6．2栅格数据的压缩79

5．7空间数据插值82

5．7．1空间数据插值方法82

5．7．2数字高程模型的生成85

5．8数字图像处理94

5．8．1图像增强94

5．8．2二值图像处理99

思考题104

第六章 空间数据库105

6．1数据库系统概述105

6．1．1数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的基本概念105

6．1．2数据管理的发展106

6．1．3数据库系统108

6．2数据库系统结构109

6．2．1数据库系统的模式结构109

6．2．2数据库系统的体系结构111

6．3空间数据管理113

6．3．1地理信息系统与一般管理信息系统的比较114

6．3．2 GIS空间数据管理115

6．4空间数据库的设计116

6．4．1数据组织的分级117

6．4．2空间数据库的设计118

6．5空间数据库的建立和维护120

6．5．1空间数据库的建立120

6．5．2空间数据库的维护121

6．6空间数据的更新122

6．6．1利用遥感更新空间数据122

6．6．2利用全球定位系统更新空间数据126

思考题130

第七章 空间数据分析131

7．1空间索引131

7．1．1索引概念131

7．1．2索引类型131

7．2空间信息查询134

7．2．1基于属性特征查询134

7．2．2基于空间关系和属性特征的查询135

7．2．3一种空间扩展查询语言——GeoSQL135

7．3空间量算136

7．3．1几何量算136

7．3．2形状量算137

7．3．3质心量算137

7．3．4距离量算138

7．4空间数据统计分析139

7．4．1主成分分析139

7．4．2层次分析法140

7．4．3系统聚类分析140

7．4．4最优分割分级法143

7．4．5判别分析144

7．4．6趋势面分析144

7．5缓冲区分析146

7．6叠加分析150

7．6．1视觉信息叠加150

7．6．2点与多边形叠加150

7．6．3线与多边形叠加151

7．6．4多边形叠加151

7．6．5栅格图层叠加152

7．7数字高程模型分析154

7．8空间数据的网络分析157

7．8．1网络图论基础157

7．8．2最短路径分析159

7．8．3服务点的最优区位问题161

7．8．4最小生成树163

7．9空间分析模型与空间决策支持164

7．9．1空间分析过程及其模型164

7．9．2空间决策支持模型168

7．10 GIS空间分析与空间动态建模176

7．10．1 GIS与空间动态模型的结合方式177

7．10．2元胞自动机简介177

7．10．3元胞自动机模拟林火蔓延模型178

7．10．4元胞自动机与GIS集成应用中的局限性180

思考题181

第八章 地理信息系统的开发与评价182

8．1软件工程简介182

8．1．1基本概念182

8．1．2软件工程活动183

8．1．3结构化方法和面向对象方法185

8．1．4开发过程模型186

8．2地理信息系统的开发过程187

8．2．1现行系统调查188

8．2．2系统分析190

8．2．3系统设计192

8．2．4系统的开发与实施196

8．2．5系统的维护197

8．3地理信息系统的评价198

8．3．1 GIS评价的目的198

8．3．2系统评价指标199

8．3．3系统评价报告201

思考题202

第九章 地理信息系统的应用实例205

9．1 GIS应用概述205

9．1．1 GIS应用模式205

9．1．2 GIS应用系统的开发方式207

9．1．3 GIS应用项目208

9．2 GIS应用实例209

9．2．1城市规划、建设管理209

9．2．2农业气候区划211

9．2．3大气污染监测管理214

9．2．4道路交通管理216

9．2．5地震灾害和损失估计219

9．2．6矿产资源勘查222

9．2．7城市应急预案226

9．2．8旅游230

9．2．9长江上游水情信息系统建设235

9．2．10医疗卫生237

9．2．11军事239

第十章 3S集成技术243

10．1概述243

10．2遥感简介243

10．3遥感应用248

10．4 GIS与RS的集成248

10．5 GPS简介250

10．6 GPS应用251

10．7 GIS与GPS的集成252

10．8 3S集成的意义253

思考题254

第十一章 GIS常用软件认识实验255

11．1熟悉ArcView软件255

11．1．1实验目的255

11．1．2实验准备255

11．1．3实验内容255

11．2 MapInfo基本功能与基本操作260

11．2．1实验目的260

11．2．2实验准备260

11．2．3实验内容及步骤260

11．3初步应用ArcView265

11．3．1实验目的265

11．3．2实验准备266

11．3．3实验内容266

第十二章 空间数据录入实验（地理信息系统空间数据录入）272

第十三章 空间分析实验275

13．1缓冲区分析275

13．1．1实验目的275

13．1．2实验准备275

13．1．3实验内容275

13．2多层面叠合分析280

13．2．1实验目的280

13．2．2实验准备281

13．2．3实验内容281

13．3网络分析286

13．3．1实验目的286

13．3．2实验准备286

13．3．3实验内容287

第十四章 三维空间分析实验294

14．1 DEM建立与应用294

14．1．1实验目的294

14．1．2实验准备294

14．1．3实验内容294

14．2三维建模306

14．2．1实验目的306

14．2．2实验准备306

14．2．3实验内容306

主要参考文献311