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上篇 GIS基础与原理3

第1章 绪论3

1.1地理信息系统的基本概念4

1.1.1数据、信息、地理数据和地理信息4

1.1.2信息系统和地理信息系统5

1.2地理信息系统的构成11

1.3地理信息系统的功能概述14

1.3.1数据采集与编辑14

1.3.2数据处理和变换15

1.3.3数据存储管理15

1.3.4空间查询和分析15

1.3.5可视化显示输出15

1.4地理信息系统的产生与发展16

1.4.1国外GIS发展概述16

1.4.2国内GIS的发展18

1.4.3 GIS的研究趋势展望19

本章小结21

问题讨论22

第2章 GIS空间数据结构23

2.1地理空间信息基础24

2.1.1地理空间及其表达24

2.1.2空间数据29

2.1.3空间数据模型31

2.2栅格数据结构34

2.2.1栅格数据结构概述34

2.2.2栅格结构数据的获取途径35

2.2.3栅格数据的编码36

2.3矢量数据结构41

2.3.1矢量数据结构编码的基本内容41

2.3.2矢量数据的特征和获取方式43

2.3.3矢量数据结构的编码方式43

2.4栅格-矢量一体化数据结构48

2.5两种数据结构的比较49

本章小结50

问题讨论50

第3章 空间数据的获取和处理51

3.1 GIS空间数据源52

3.1.1 GIS的数据种类52

3.1.2 GIS空间数据误差分析53

3.2 GIS空间数据的获取54

3.2.1属性数据的获取54

3.2.2空间数据（几何数据）的获取59

3.3 GIS空间数据处理62

3.3.1空间数据的编辑63

3.3.2空间数据的坐标变换64

3.3.3拓扑关系的建立66

3.3.4空间数据的压缩68

3.3.5空间数据的结构转换71

3.3.6空间数据的内插74

3.3.7空间数据的综合集成76

本章小结76

问题讨论76

第4章 空间数据管理和空间数据库77

4.1数据库与数据库管理78

4.1.1数据管理模式78

4.1.2数据库模型80

4.1.3传统关系数据库模型的局限性83

4.2空间数据库与空间数据管理83

4.2.1空间数据库的概念83

4.2.2空间数据管理模式概述85

4.3空间查询语言88

4.3.1标准数据库查询语言SQL基础88

4.3.2空间查询语言的发展89

4.3.3扩展SQL以处理空间数据91

4.3.4空间查询应用示例94

4.4空间数据库的发展趋势97

4.5空间数据仓库概述99

4.5.1数据仓库简介99

4.5.2空间数据仓库101

本章小结103

问题讨论104

第5章 GIS空间分析105

5.1空间分析概述106

5.2空间查询107

5.2.1空间查询概述107

5.2.2空间查询的类型108

5.3叠加分析112

5.3.1矢量叠加分析112

5.3.2栅格叠加分析114

5.4缓冲区分析115

5.4.1缓冲区分析概述116

5.4.2缓冲区的建立116

5.4.3缓冲区分析实例118

5.5空间网络分析118

5.5.1空间网络构成119

5.5.2空间网络分析方法120

5.5.3网络分析应用实例122

5.6空间统计分析123

5.6.1空间变量筛选分析124

5.6.2变量聚类分析125

5.7地形分析及数字地形模型126

5.7.1数字地面模型及数字高程模型（DEM）概述126

5.7.2 DEM的数据源及获取127

5.7.3数字高程模型DEM的主要表示模型128

5.7.4 DEM的分析及应用132

本章小结134

问题讨论134

第6章 GIS产品输出及可视化135

6.1 GIS产品输出类型136

6.1.1地图输出136

6.1.2图像输出137

6.1.3统计图输出137

6.1.4文本和表格输出138

6.1.5其他输出138

6.2 GIS产品输出设备138

6.2.1矢量绘图设备139

6.2.2栅格绘图设备139

6.2.3图形终端或屏幕输出140

6.3 GIS中的地图绘图141

6.3.1普通地图绘图142

6.3.2影像地图绘图152

6.3.3电子地图制作153

6.4 GIS专题地图绘制156

6.4.1专题地图的类型156

6.4.2专题地图的表示方法157

6.4.3专题地图的设计制作162

6.5 GIS可视化和虚拟现实162

6.5.1可视化概述163

6.5.2可视化技术167

本章小结168

问题讨论168

中篇 GIS应用设计与开发工具171

第7章 GIS应用系统分析设计171

7.1 GIS应用系统概述172

7.1.1 GIS应用系统的特征172

7.1.2 GIS应用系统的开发模式173

7.1.3 GIS应用系统开发模型173

7.1.4 GIS应用系统的开发方法176

7.1.5 GIS应用系统开发的主要阶段181

7.2 GIS应用系统的分析182

7.2.1 GIS应用系统需求分析182

7.2.2 GIS可行性分析183

7.2.3可行性分析报告185

7.3 GIS应用系统的设计185

7.3.1 GIS应用系统设计的基本原则186

7.3.2 GIS应用系统的设计186

7.4数据管理设计192

7.5输入/输出设计和界面设计193

7.5.1 GIS应用系统的输入设计193

7.5.2 GIS应用系统的输出设计194

7.5.3 GIS系统的界面设计194

7.6 GIS应用系统的实施与维护200

7.6.1实施与测试201

7.6.2运行与维护203

7.7 GIS应用系统的评价与更新203

7.7.1 GIS应用系统的评价204

7.7.2 GIS应用系统的更新205

本章小结206

问题讨论206

第8章 GIS应用系统的集成207

8.1地理信息系统集成概述208

8.1.1地理信息系统集成的基本概念208

8.1.2地理信息系统集成模式209

8.1.3地理信息系统集成的发展趋势212

8.2地理信息系统数据集成原理与方法212

8.2.1空间数据与属性数据的集成212

8.2.2多源空间数据的集成222

8.2.3空间数据与知识规则的集成225

8.3地理信息系统模型集成原理与方法227

8.3.1地理信息系统模型及其特点227

8.3.2地理信息系统模型常用方法228

8.3.3地理信息系统模型集成方法230

8.4地理信息系统集成框架231

8.4.1基于客户/服务器机制的地理信息系统集成231

8.4.2基于空间元数据的地理信息系统集成233

8.4.3基于分布式计算的地理信息系统集成235

8.5地理信息系统应用平台集成实例——GIS等值线模型与城区物流配送系统的集成236

本章小结240

问题讨论240

第9章 GIS开发工具241

9.1 Arc/Info系列242

9.1.1 Arc/Info概述242

9.1.2 Arc/Info的数据模型243

9.1.3 Arc/Info中的地图数据管理244

9.1.4 Arc/Info的栅格分析245

9.1.5 Arc/Info构成模块245

9.1.6 ESRI的其他GIS产品248

9.2 MapInfo系列GIS工具255

9.2.1 MapInfo Professional256

9.2.2 MapInfo MapX258

9.2.3 MapXtreme260

9.2.4 MapInfo SpatialWare261

9.3 SuperMap GIS262

9.3.1 SuperMap GIS软件构成262

9.3.2 SuperMap GIS的特点263

9.4其他GIS开发工具265

9.4.1 GeoStar系列265

9.4.2 MapGIS269

9.4.3 Intergraph产品系列271

9.4.4 CityStar273

9.4.5 GenaMap系列275

本章小结276

问题讨论276

第10章 GIS发展新技术277

10.1互联网GIS278

10.1.1 GIS的网络化278

10.1.2 WebGIS概述279

10.1.3 WebGIS的结构和技术281

10.1.4 WebGIS应用前景286

10.2组件式GIS287

10.2.1组件式GIS概述287

10.2.2组件式GIS开发平台及产品291

10.2.3 ComGIS和WebGIS的关系294

10.3嵌入式GIS296

10.3.1嵌入式系统概述296

10.3.2嵌入式GIS概述298

10.3.3嵌入式GIS开发工具和技术300

10.4 VR-GIS301

10.4.1虚拟现实技术（VR）概述302

10.4.2 VR-GIS304

10.5 Open GIS309

10.5.1 Open GIS概述309

10.5.2 Open GIS的组成部分310

10.5.3 Open GIS的特点312

10.6其他GIS技术312

10.6.1智能GIS312

10.6.2移动GIS313

10.6.3网格GIS314

10.6.4时态GIS315

本章小结315

问题讨论316

实验难点分析——基于WebGIS的水质信息发布系统316

下篇 GIS应用与管理决策323

第11章 数字地球与数字城市323

11.1数字地球简介324

11.1.1数字地球的概念及发展324

11.1.2数字地球的组成及基本框架331

11.1.3数字地球的主要特点332

11.1.4数字地球的技术系统335

11.1.5数字地球的应用337

11.2数字城市340

11.2.1数字城市的基本概念与框架340

11.2.2数字城市的战略构想与规划设计345

11.2.3数字城市的应用工程352

本章小结368

问题讨论368

第12章 GIS与人文社会的管理决策369

12.1 GIS与政府管理370

12.1.1 GIS在政府管理中的作用370

12.1.2 GIS在政府管理中的应用372

12.1.3面向政府管理与决策的GIS软件平台开发375

12.1.4 GIS在政府管理中的发展方向378

12.2 GIS与交通管理379

12.2.1 GIS在交通管理中的作用380

12.2.2 GIS在交通管理中的应用381

12.2.3 GIS在交通管理中的应用实例383

12.3 GIS与电信387

12.3.1 GIS技术在电信中的作用388

12.3.2 GIS技术在电信中的应用与发展趋势388

12.3.3 GIS技术在电信方面的应用实例393

12.4 GIS与医疗保健397

12.4.1 GIS在医疗保健中的应用398

12.4.2 GIS在医疗保健中的应用实例399

12.5 GIS与其他领域402

12.5.1 GIS与军事领域402

12.5.2 GIS与人口普查和户籍404

12.5.3 GIS与图书馆405

本章小结405

问题讨论406

第13章 GIS在资源环境中的应用407

13.1 GIS与土地利用规划408

13.1.1 GIS在土地利用规划中的作用408

13.1.2 GIS在土地利用规划中的应用及其发展趋势409

13.1.3 GIS在土地利用规划中的应用实例411

13.2 GIS与景观生态保护415

13.2.1 GIS在景观生态保护中的作用415

13.2.2 GIS在景观生态保护中的应用及其发展趋势415

13.2.3 GIS在景观生态保护中的应用实例417

13.3 GIS与环境保护421

13.3.1 GIS技术在环境保护中的作用421

13.3.2 GIS在环境保护中的应用及发展趋势422

13.3.3 GIS在环境保护方面的应用实例425

13.4 GIS与防灾减害428

13.4.1 GIS在防灾减害中的作用428

13.4.2 GIS在防灾减害中的应用429

13.4.3 GIS在防灾减害领域中的应用实例430

13.5 GIS在资源环境其他领域中的应用433

13.5.1 GIS在精准农业中的应用434

13.5.2 GIS在林业资源管理中的应用439

13.5.3 GIS在矿产资源管理中的应用445

13.5.4 GIS在水资源管理中的应用450

本章小结451

问题讨论451

参考文献452