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第1章 绪论1

1.1 地理信息系统概述1

1.1.1 地理信息系统1

1.1.2 地理空间信息与特征3

1.1.3 地理信息系统与任务4

1.1.4 地理信息系统应用5

1.2 GIS与相关学科、技术的关系7

1.2.1 地理信息系统与数据库管理系统7

1.2.2 地理信息系统与地图学8

1.2.3 地理信息系统与机助制图9

1.2.4 地理信息系统与计算机辅助设计9

1.3 地理信息系统组成与开发9

1.3.1 地理信息系统硬件配置10

1.3.2 地理信息系统软件构成14

1.3.3 地理信息系统开发与实施16

1.4 地理信息系统发展18

1.4.1 国外地理信息系统发展现状18

1.4.2 国内地理信息系统发展现状19

1.4.3 地理信息系统发展趋势20

习题与思考题25

第2章 空间数据获取26

2.1 概述26

2.1.1 空间数据来源26

2.1.2 空间数据输入26

2.1.3 空间数据质量28

2.2 地面测量与地图数字化29

2.2.1 野外测量与调查29

2.2.2 地面数字测图29

2.2.3 地图数字化32

2.3 摄影测量32

2.3.1 立体摄影测量32

2.3.2 摄影测量构像方程33

2.3.3 地面点坐标解算34

2.3.4 阵列CCD立体摄影测量35

2.4 合成孔径雷达干涉测量37

2.4.1 SAR影像地形测量37

2.4.2 SAR干涉测量方法38

2.5 机载激光雷达测量39

2.5.1 机载激光雷达与三维测量39

2.5.2 机载激光雷达测量点位坐标41

习题与思考题42

第3章 空间数据结构43

3.1 空间对象与关系43

3.1.1 空间对象定义43

3.1.2 空间对象关系47

3.2 矢量数据结构48

3.2.1 无拓扑矢量结构48

3.2.2 拓扑矢量结构50

3.3 栅格数据结构53

3.3.1 数据结构55

3.3.2 栅格数据压缩编码56

3.4 DEM数据结构59

3.4.1 DEM概述59

3.4.2 格网59

3.4.3 不规则三角网60

习题与思考题62

第4章 空间数据管理63

4.1 概述63

4.1.1 空间数据管理特点63

4.1.2 空间数据管理的发展64

4.2 空间数据文件64

4.2.1 空间数据文件特点64

4.2.2 空间数据文件的数据组织65

4.3 数据库模型66

4.3.1 层次模型67

4.3.2 网络模型68

4.3.3 关系模型68

4.4 文件与数据库混合模式70

4.5 空间数据库70

4.5.1 空间数据库特点71

4.5.2 空间数据库中数据组织71

习题与思考题72

第5章 空间数据处理73

5.1 空间数据编辑73

5.1.1 图形数据编辑73

5.1.2 属性数据编辑75

5.1.3 图幅拼接76

5.2 空间拓扑关系与建立76

5.2.1 空间拓扑关系概述76

5.2.2 点线拓扑关系建立77

5.2.3 多边形拓扑关系建立78

5.2.4 拓扑关系自动建立流程79

5.3 几何变换80

5.3.1 相似变换80

5.3.2 仿射变换80

5.3.3 二次多项式变换81

5.4 投影变换81

5.4.1 地图投影基本问题81

5.4.2 地图投影类型82

5.4.3 高斯-克吕格投影84

5.4.4 正轴圆锥投影86

5.5 矢量、栅格数据相互转换87

5.5.1 矢量数据转换为栅格数据87

5.5.2 栅格数据转换为矢量数据88

习题与思考题88

第6章 空间数据查询与分析89

6.1 空间数据查询89

6.1.1 空间位置查询89

6.1.2 空间关系查询90

6.1.3 属性查询93

6.2 空间数据分析94

6.2.1 空间数据计算94

6.2.2 空间统计分析96

6.2.3 空间数据回归分析98

6.3 空间叠加分析100

6.3.1 矢量图层叠加分析100

6.3.2 栅格图层叠加分析101

6.4 缓冲区分析103

6.4.1 矢量数据缓冲区分析103

6.4.2 栅格数据缓冲区分析104

6.5 网络分析105

6.5.1 网络分析基础105

6.5.2 网络分析方法106

6.5.3 最短路径分析106

习题与思考题108

第7章 空间数据可视化109

7.1 概述109

7.2 地图可视化表达111

7.2.1 纸质地图111

7.2.2 电子地图111

7.2.3 专题地图112

7.3 地图符号及符号库116

7.3.1 地图符号116

7.3.2 地图符号库119

7.4 三维可视化121

习题与思考题123

第8章 空间数据质量124

8.1 空间数据质量概述124

8.1.1 空间数据误差124

8.1.2 空间数据不确定性125

8.1.3 空间数据质量描述126

8.1.4 广义数据质量127

8.2 空间数据质量评价127

8.2.1 空间数据质量评价模型127

8.2.2 数据质量描述指标定义128

8.2.3 数据质量描述指标度量129

8.3 空间数据质量评价130

8.3.1 模糊综合评价法130

8.3.2 加权平均法131

8.3.3 缺陷扣分法132

8.4 空间数据质量管理133

8.4.1 数据质量控制133

8.4.2 数据质量改善133

8.4.3 数据质量管理体系133

习题与思考题134

第9章 ArcGIS应用基础135

9.1 ArcGIS 9概述135

9.1.1 ArcGIS 9软件特色135

9.1.2 ArcGIS 9.3体系结构137

9.1.3 ArcGIS 9.3新特性138

9.2 ArcMap应用基础140

9.2.1 ArcMap界面140

9.2.2 ArcMap图层管理143

9.3 ArcCatalog应用基础147

9.3.1 ArcCatalog数据组织与管理148

9.3.2 ArcCatalog目录树149

9.3.3 空间数据浏览150

9.3.4 空间数据库建立152

9.4 GeoProcessing空间处理157

9.4.1 GeoProcessing概述157

9.4.2 ArcToolBox157

9.4.3 ModelBuilder159

习题与思考题160

第10章 地理信息系统工程与应用161

10.1 地理信息系统工程概述161

10.2 地理信息系统工程设计162

10.2.1 总体设计162

10.2.2 界面设计162

10.2.3 数据库设计164

10.2.4 系统详细设计165

10.3 地理信息系统工程开发166

10.3.1 工程开发概述166

10.3.2 组件式GIS开发167

10.4 地理信息系统工程应用实例168

10.4.1 需求调研169

10.4.2 总体设计172

10.4.3 功能设计175

10.4.4 数据库设计175

10.4.5 系统详细设计176

习题与思考题180

主要参考文献181