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第1章 绪论1

1.1 地理信息系统的基本概念1

1.1.1 地理信息系统的相关概念1

1.1.2 GIS含义3

1.2 GIS的发展4

1.2.1 国外GIS的发展概况4

1.2.2 我国GIS的发展概况6

1.2.3 当代GIS的发展概述7

1.3 GIS的组成10

1.3.1 系统硬件11

1.3.2 GIS软件14

1.3.3 GIS的数据15

1.3.4 应用人员17

1.3.5 应用模型17

1.4 GIS的功能18

1.4.1 GIS的基本功能18

1.4.2 GIS的应用功能与范围20

习题22

第2章 空间数据组织23

2.1 地理空间及其表达23

2.1.1 地理空间信息23

2.1.2 地理空间信息的描述23

2.1.3 地图对空间实体的描述29

2.1.4 影像对空间实体的描述31

2.1.5 GIS对空间实体的表达31

2.2 地理空间数据及其特征32

2.2.1 空间数据基本特征32

2.2.2 空间数据分类33

2.3 地理信息的空间关系35

2.3.1 地理空间数据的拓扑关系35

2.3.2 地理空间数据的方向关系36

2.3.3 地理空间数据的度量关系37

2.4 地理信息的空间数据结构38

2.4.1 矢量数据结构及编码38

2.4.2 栅格数据结构及编码47

2.4.3 矢、栅结构的比较与相互转换56

习题68

第3章 空间数据获取与处理69

3.1 数据源的种类69

3.2 空间数据的采集71

3.2.1 空间数据的分类与编码72

3.2.2 属性数据的采集73

3.2.3 空间数据的采集76

3.3 空间数据编辑与处理83

3.3.1 误差或错误的检查与编辑83

3.3.2 数学基础变换85

3.3.3 数据格式转换88

3.3.4 坐标变化89

3.3.5 图像解译91

3.3.6 图幅拼接92

3.4 空间数据编辑算法94

3.4.1 点的捕捉算法94

3.4.2 线的捕捉算法94

3.4.3 面的捕捉算法96

3.5 数据质量评价与控制97

3.5.1 空间数据质量的相关概念97

3.5.2 空间数据质量评价98

3.5.3 空间数据的误差源及误差传播99

3.5.4 误差类型分析100

3.5.5 空间数据质量的控制100

习题102

第4章 空间数据库103

4.1 数据库概述103

4.1.1 传统数据库103

4.1.2 空间数据库104

4.2 数据模型105

4.2.1 传统数据模型105

4.2.2 面向对象数据模型108

4.2.3 空间数据模型113

4.2.4 三维空间数据模型119

4.3 空间数据索引119

4.3.1 简单网格空间索引120

4.3.2 二叉树索引120

4.3.3 R树索引和R＋树索引121

4.3.4 CELL索引122

4.3.5 四叉树索引123

4.4 空间数据库设计124

4.4.1 需求分析124

4.4.2 概念设计125

4.4.3 逻辑设计126

4.4.4 物理设计127

4.4.5 数据库的实现127

4.4.6 数据库的运行与维护128

习题128

第5章 空间查询与空间分析129

5.1 空间分析建模129

5.1.1 空间分析模型129

5.1.2 空间分析建模130

5.2 空间查询与量算131

5.2.1 空间数据的查询131

5.2.2 空间数据的量算133

5.3 缓冲区分析138

5.3.1 缓冲区分析基本概念138

5.3.2 矢量数据缓冲区的生成139

5.3.3 栅格数据的缓冲区142

5.4 叠置分析142

5.4.1 矢量数据的叠置分析143

5.4.2 栅格数据的叠置分析145

5.5 网络分析149

5.5.1 图论基本概念149

5.5.2 网络数据结构151

5.5.3 网络分析功能153

5.6 数字地形模型与地形分析156

5.6.1 DTM与DEM157

5.6.2 DEM的主数据模型157

5.6.3 DEM模型的相互转化158

5.6.4 数字地形分析159

5.7 空间数据的其他分析166

5.7.1 空间信息分类166

5.7.2 空间统计分析170

5.7.3 空间插值174

习题182

第6章 GIS的专题应用183

6.1 GIS应用概述183

6.1.1 概况183

6.1.2 农业183

6.1.3 林业184

6.1.4 土地管理185

6.1.5 环境资源管理185

6.1.6 宏观预测、辅助决策186

6.2 GIS在资源管理、区域规划及辅助决策方面的应用186

6.2.1 资源管理186

6.2.2 区域规划187

6.2.3 辅助决策188

6.3 3S集成189

6.3.1 3S集成概述189

6.3.2 GIS与RS集成190

6.3.3 GIS与GNSS的集成191

6.3.4 RS与GNSS集成193

6.3.5 3S集成的意义194

6.4 组件式GIS194

6.4.1 ComGIS概述194

6.4.2 COM技术195

6.5 WebGIS197

6.5.1 Web原理198

6.5.2 WebGIS特点198

6.5.3 分布式WebGIS199

6.6 虚拟现实技术201

6.6.1 虚拟现实技术概述201

6.6.2 VR分类202

6.6.3 VR组成及关键技术203

6.7 移动GIS204

6.7.1 移动GIS概述204

6.7.2 移动GIS特点205

6.7.3 移动GIS组成205

6.8 数字地球209

6.8.1 数字地球的概念209

6.8.2 DE涵盖的技术学科210

6.8.3 DE的意义211

6.8.4 智慧地球211

习题212

第7章 GIS产品输出与地图制图213

7.1 地图定义及分类213

7.1.1 纸质地图214

7.1.2 数字地图217

7.1.3 动态地图219

7.2 地图的色彩219

7.2.1 色彩的基本属性220

7.2.2 三原色220

7.2.3 色彩的混合和色彩的感觉221

7.2.4 地图色彩的设计223

7.3 地图符号225

7.3.1 地图符号的实质225

7.3.2 地图符号的分类226

7.3.3 地图符号的视觉变量227

7.4 地图的注记230

7.4.1 地图注记的功能230

7.4.2 地图注记的种类231

7.4.3 地图注记的构成232

7.4.4 地名234

7.5 制图综合237

7.5.1 制图综合的概念237

7.5.2 制图综合的基本方法238

7.5.3 影响制图综合的基本要素240

7.6 地图图面设计241

习题243

第8章 GIS的设计与评价244

8.1 GIS的设计方法244

8.1.1 GIS设计概述244

8.1.2 结构化设计模式245

8.2 GIS设计与开发的步骤248

8.2.1 可行性研究249

8.2.2 系统设计250

8.2.3 建立系统的实施计划250

8.2.4 系统实验251

8.2.5 系统运行251

8.2.6 系统设计案例252

8.3 GIS评价253

习题254

第9章 GIS案例255

9.1 “天地图·辽宁”的意义255

9.2 “天地图·辽宁”的建设原则及依据256

9.2.1 建设原则256

9.2.2 编制依据256

9.2.3 建设技术标准与规范256

9.3 “天地图”省、市级节点建设技术要求257

9.3.1 技术规范与管理办法257

9.3.2 在线服务数据集257

9.3.3 在线服务软件系统258

9.3.4 运行支持环境260

9.3.5 日常运行管理261

9.4 “天地图·辽宁”功能简介261

9.4.1 系统使用环境261

9.4.2 功能模块262

习题270

参考文献271