地理信息系统原理与方法（第三版）

　　本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，详细介绍了地理信息系统的原理与方法。全书共分13章，重点介绍了空间数据结构、GIS的地理数学基础、GIS数据输入、GIS数据处理、空间数据管理、空间分析、数字高程模型、网络GIS、三维GIS、空间数据挖掘与空间决策支持系统、GIS的输出与地图可视化、GIS发展趋势等内容。本书提供电子课件，请登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）注册后免费下载。

目　录

第1章　绪　论
　1.1　GIS基本概念
　　1.1.1　信息与数据
　　1.1.2　空间数据与地图
　　1.1.3　地理信息与地学信息
　　1.1.4　信息系统和GIS
　1.2　GIS的发展过程
　　1.2.1　GIS在国外的发展
　　1.2.2　GIS在我国的发展
　1.3　地球信息科学与GIS
　　1.3.1　地球信息科学
　　1.3.2　GIS软件
　　1.3.3　GIS类型
　1.4　GIS与其他相关学科间的关系
　　1.4.1　GIS与地图学
　　1.4.2　GIS与一般事务数据库
　　1.4.3　GIS与计算机地图制图
　　1.4.4　GIS与计算机辅助设计（CAD）
　　1.4.5　GIS与测绘学
　　1.4.6　GIS与地理学
　1.5　GIS组成
　　1.5.1　计算机硬件系统
　　1.5.2　计算机软件系统
　　1.5.3　地理空间数据
　　1.5.4　应用分析模型
　　1.5.5　系统开发、管理和使用人员
　1.6　GIS功能和应用
　　1.6.1　地理信息系统功能
　　1.6.2　地理信息系统应用
　习题1
第2章　空间数据结构
　2.1　空间认知模型
　　2.1.1　现实世界的认知过程
　　2.1.2　空间认知三层模型
　2.2　空间实体模型
　　2.2.1　面向对象实体模型
　　2.2.2　MapGIS空间实体模型
　2.3　栅格数据结构
　　2.3.1　栅格数据的基本概念
　　2.3.2　栅格数据层的概念
　　2.3.3　栅格数据结构的表示
　　2.3.4　栅格数据的组织方法
　　2.3.5　栅格数据取值方法
　　2.3.6　栅格数据存储的压缩编码
　2.4　矢量数据结构
　　2.4.1　实体式数据结构
　　2.4.2　拓扑数据结构
　2.5　矢量与栅格数据结构的比较和选择
　　2.5.1　矢量与栅格数据结构的比较
　　2.5.2　矢量、栅格一体化数据结构
　　2.5.3　矢量和栅格数据结构的选择
　2.6　三维空间数据模型及结构
　　2.6.1　三维矢量模型及结构
　　2.6.2　三维体元模型及结构
　　2.6.3　三维混合数据模型及结构
　习题2
第3章　GIS的地理数学基础
　3.1　几何空间
　　3.1.1　距离空间（度量空间）
　　3.1.2　欧氏空间
　　3.1.3　基于集合的几何空间
　　3.1.4　拓扑空间
　3.2　地球椭球体与大地控制
　　3.2.1　地球椭球体
　　3.2.2　大地控制
　3.3　地图投影
　　3.3.1　地图投影的概念
　　3.3.2　地图投影的变形
　　3.3.3　地图投影的分类
　　3.3.4　GIS中的地图投影
　3.4　空间坐标转换
　　3.4.1　坐标系转换
　　3.4.2　投影转换
　习题3
第4章　GIS数据输入
　4.1　GIS数据来源
　4.2　数据规范化和标准化
　4.3　数据输入
　　4.3.1　野外数据采集
　　4.3.2　地图数字化
　　4.3.3　数字摄影测量
　　4.3.4　遥感影像处理
　　4.3.5　现有数据转换
　4.4　数据质量
　　4.4.1　数据质量问题
　　4.4.2　误差来源
　习题4
第5章　GIS数据处理
　5.1　数据编辑
　　5.1.1　窗口操作
　　5.1.2　图形数据编辑
　　5.1.3　属性数据编辑
　5.2　拓扑关系的建立
　5.3　空间数据的误差分析和校正?
　　5.3.1　空间数据的误差分析
　　5.3.2　空间数据的误差校正
　5.4　空间数据的压缩与光滑
　　5.4.1　数据压缩
　　5.4.2　曲线光滑（曲线拟合）
　5.5　图形变换
　　5.5.1　几何变换
　　5.5.2　投影变换
　5.6　图幅拼接处理
　5.7　栅格数据与矢量数据的互相转换
　　5.7.1　矢量数据转换成栅格数据
　　5.7.2　栅格数据转换成矢量数据
　习题5
第6章　空间数据管理
　6.1　概述
　　6.1.1　空间数据管理方式
　　6.1.2　数据库管理系统
　　6.1.3　空间数据库系统
　6.2　空间数据模型
　　6.2.1　传统数据模型
　　6.2.2　面向对象模型
　6.3　空间数据组织
　　6.3.1　地图数据的基本组成
　　6.3.2　图形数据模型
　　6.3.3　专题属性数据模型
　　6.3.4　图形数据与专题属性数据的连接
　　6.3.5　地理实体信息框架
　6.4　空间索引和空间查询
　　6.4.1　空间索引
　　6.4.2　空间查询
　　6.4.3　空间查询处理
　　6.4.4　查询优化
　6.5　空间数据引擎
　　6.5.1　空间数据引擎的概念
　　6.5.2　空间数据引擎工作原理
　　6.5.3　空间数据引擎实例
　6.6　元数据
　　6.6.1　元数据的定义及其作用
　　6.6.2　元数据的分类
　　6.6.3　元数据的内容
　6.7　空间数据库设计
　　6.7.1　空间数据库概念结构设计
　　6.7.2　空间数据库逻辑结构设计
　　6.7.3　空间数据库物理结构设计
　6.8　空间数据管理技术新发展
　　6.8.1　空间数据仓库
　　6.8.2　数据中心
　　6.8.3　NoSQL非关系数据库
　习题6
第7章　空间分析
　7.1　空间分析的内容与步骤
　7.2　空间度量算法
　　7.2.1　长度量算
　　7.2.2　角度量算
　　7.2.3　任意多边形面积量算
　　7.2.4　分布中心的计算
　7.3　数据检索及表格分析
　　7.3.1　属性统计分析
　　7.3.2　布尔逻辑查询
　　7.3.3　空间数据库查询语言
　　7.3.4　重分类、边界消除与合并
　7.4　叠置分析
　　7.4.1　栅格系统的叠加分析
　　7.4.2　矢量系统的叠加分析（拓扑叠加）
　7.5　缓冲分析
　　7.5.1　缓冲分析的概念
　　7.5.2　建立缓冲区的算法
　7.6　网络分析
　　7.6.1　网络数据模型――几个基本概念
　　7.6.2　常规的网络分析功能
　7.7　地理信息系统的数学模型
　　7.7.1　建立数学模型的一般过程
　　7.7.2　数理统计分析模型
　　7.7.3　回归分析模型
　　7.7.4　线性规划模型
　7.8　空间自相关分析
　7.9　空间聚类分析
　　7.9.1　划分空间聚类方法
　　7.9.2　层次空间聚类方法
　　7.9.3　基于密度的空间聚类方法
　　7.9.4　基于网格的空间聚类方法
　习题7
第8章　数字高程模型
　8.1　概述
　　8.1.1　数字高程模型的概念
　　8.1.2　数字高程模型的特点
　8.2　DEM数据分布特征
　　8.2.1　格网状数据
　　8.2.2　离散数据
　8.3　DEM的表示方法
　　8.3.1　数学方法
　　8.3.2　图形方法
　　8.3.3　DEM三维表达方法
　8.4　TIN的生成方法
　　8.4.1　人工方法
　　8.4.2　程序自动建立方法
　8.5　Grid的生成
　　8.5.1　网格化插值计算
　　8.5.2　网格尺寸的确定
　　8.5.3　空间插值方法
　　8.5.4　几种典型数据网格化插值方法选择
　8.6　DEM的数据源和采样方法
　8.7　DEM的应用
　　8.7.1　DEM的主要用途
　　8.7.2　DEM的应用
　8.8　DEM分析的误差与精度
　　8.8.1　DEM的误差研究概况
　　8.8.2　DEM的误差来源
　　8.8.3　DEM的误差分析
　　8.8.4　DEM的误差评价模型
　习题8
第9章　网络GIS
　9.1　概述
　　9.1.1　网络GIS概念
　　9.1.2　网络GIS体系结构
　　9.1.3　网络GIS内容体系
　9.2　分布式网络GIS
　　9.2.1　分布式网络GIS概念
　　9.2.2　分布式主要技术
　9.3　WebGIS
　　9.3.1　WebGIS的概念
　　9.3.2　WebGIS分类与特点
　　9.3.3　WebGIS技术框架
　　9.3.4　WebGIS实现技术
　9.4　网络GIS发展趋势
　　9.4.1　处理海量数据的功能
　　9.4.2　空间分析功能
　　9.4.3　网络三维可视化
　9.5　MapGIS　IGSS简介
　习题9
第10章　三维GIS
　10.1　概述
　10.2　三维GIS数据管理
　　10.2.1　三维空间数据模型
　　10.2.2　三维空间数据组织
　　10.2.3　三维空间数据管理
　10.3　三维GIS模型构建
　　10.3.1　基于二维GIS数据的三维建模
　　10.3.2　基于遥感影像的三维建模
　　10.3.3　基于激光扫描系统的三维建模
　　10.3.4　基于CAD模型的三维建模
　10.4　三维GIS可视化
　　10.4.1　三维空间数据可视化的基本流程
　　10.4.2　三维场景管理与可视化策略
　　10.4.3　基于体素地理数据的可视化
　　10.4.4　虚拟现实展示技术
　10.5　三维GIS空间分析
　　10.5.1　数字地形分析
　　10.5.2　三维交互分析
　　10.5.3　数学量算
　　10.5.4　基于Web的三维分析
　10.6　三维GIS平台应用及发展趋势
　　10.6.1　应用现状
　　10.6.2　发展趋势
　10.7　MapGIS　三维开发平台简介
　习题10
第11章　空间数据挖掘与空间决策
　支持系统
　11.1　空间数据挖掘
　　11.1.1　概述
　　11.1.2　空间数据挖掘的方法与过程
　　11.1.3　空间数据挖掘的应用
　11.2　空间决策支持系统
　　11.2.1　空间决策支持系统的概念
　　11.2.2　空间决策支持系统的结构
　　11.2.3　空间决策支持系统的功能与应用
　11.3　智能GIS
　　11.3.1　智能GIS概述
　　11.3.2　智能GIS关键技术
　习题11
第12章　GIS的输出与地图可视化
　12.1　GIS的输出
　　12.1.1　输出方式
　　12.1.2　GIS的图形输出设备
　12.2　地图符号
　　12.2.1　地图符号的实质
　　12.2.2　地图符号的分类
　　12.2.3　地图符号的设计要求
　12.3　专题信息表达
　　12.3.1　专题地图的基本概念
　　12.3.2　专题地图的表示方法
　　12.3.3　专题地图的设计
　12.4　电子地图
　　12.4.1　电子地图的定义
　　12.4.2　电子地图的种类
　　12.4.3　电子地图的特点
　　12.4.4　电子地图的设计
　12.5　空间信息可视化
　　12.5.1　地图可视化
　　12.5.2　多媒体地学信息可视化
　　12.5.3　三维仿真地图可视化
　　12.5.4　虚拟环境
　12.6　计算机地图出版系统
　　12.6.1　计算机出版系统的过程与工艺流程
　　12.6.2　计算机出版系统的优越性
　习题12
第13章　GIS发展趋势
　13.1　互操作GIS
　　13.1.1　传统GIS在数据标准化上的缺陷和面临的新课题
　　13.1.2　GIS互操作的概念
　　13.1.3　开放式地理信息系统（OGIS）及其特点
　　13.1.4　OGIS的组成部分
　　13.1.5　OGIS的实现技术
　13.2　集成化GIS
　　13.2.1　GPS、RS与GIS的集成
　　13.2.2　GIS多源空间数据集成
　　13.2.3　GIS与应用模型集成
　　13.2.4　GIS与专家系统的集成
　　13.2.5　GIS应用平台集成
　　13.2.6　GIS与多媒体技术集成
　13.3　移动GIS
　　13.3.1　移动GIS概述
　　13.3.2　移动GIS的关键技术
　　13.3.3　移动GIS的应用
　13.4　网格GIS
　　13.4.1　网格GIS概述
　　13.4.2　网格GIS体系结构
　　13.4.3　网格GIS实现技术
　13.5　云GIS
　　13.5.1　云GIS概述
　　13.5.2　云GIS的应用模式
　13.6　物联网GIS
　习题13
　参考文献