地理信息系統(tǒng)導論（第3版）

第1章 緒論.1
1.1 什么是GIS？1
1.1.1 GIS應用1
1.1.2 GIS組成3
1.2 GIS簡史3
1.3 地理參照數(shù)據(jù)5
1.3.1 空間數(shù)據(jù)5
1.3.2 屬性數(shù)據(jù)7
1.3.3 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的聯(lián)合7
1.4 GIS操作8
1.4.1 空間數(shù)據(jù)輸入8
1.4.2 屬性數(shù)據(jù)管理9
1.4.3 數(shù)據(jù)顯示9
1.4.4 數(shù)據(jù)探查9
1.4.5 數(shù)據(jù)分析10
1.4.6 GIS模型和建模11
1.5 本書的結(jié)構(gòu)11
1.6 概念與實踐12
重要概念和術語13
復習題14
應用：緒論15
挑戰(zhàn)性作業(yè)19
第2章 坐標系統(tǒng)20
2.1 地理坐標系統(tǒng)21
2.1.1 地球的近似表示21
2.1.2 大地基準22
2.2 地圖投影24
2.2.1 地圖投影類型25
2.2.2 地圖投影參數(shù)25
2.3 常用地圖投影27
2.3.1 橫軸墨卡托投影27
2.3.2 蘭勃特正形圓錐投影27
2.3.3 阿伯斯等積圓錐投影28
2.3.4 等距圓錐投影28
2.4 投影坐標系統(tǒng)29
2.4.1 通用橫軸墨卡托格網(wǎng)系統(tǒng)29
2.4.2 通用極射坐標系格網(wǎng)系統(tǒng)(UPS)31
2.4.3 國家平面坐標系統(tǒng)(SPC)31
2.4.4 公用土地調(diào)查系統(tǒng)(PLSS)32
2.5 在GIS中運用坐標系統(tǒng)33
2.5.1 投影文件33
2.5.2 預定義坐標系統(tǒng)33
2.5.3 即時(on-the-fly)投影34
重要概念和術語35
復習題36
應用：坐標系統(tǒng)37
挑戰(zhàn)性作業(yè)40
第3章 地理關系矢量數(shù)據(jù)模型42
3.1 地理關系數(shù)據(jù)模型43
3.2 簡單要素的表示43
3.3 拓撲44
3.3.1 拓撲統(tǒng)一地理編碼格式(TIGER)45
3.3.2 ESRI的Coverage模型46
3.3.3 Coverage數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)46
3.3.4 拓撲的重要性48
3.4 非拓撲矢量數(shù)據(jù)49
3.5 復合要素的數(shù)據(jù)模型51
3.5.1 不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)51
3.5.2 分區(qū)51
3.5.3 路徑54
重要概念和術語55
復習題56
應用：地理關系矢量數(shù)據(jù)模型56
挑戰(zhàn)性作業(yè)59
第4章 基于對象的矢量數(shù)據(jù)模型60
4.1 基于對象數(shù)據(jù)模型60
4.1.1 類61
4.1.2 類間關系62
4.2 Geodatabase數(shù)據(jù)模型63
4.2.1 空間要素的幾何表示63
4.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)64
4.3 界面65
4.4 拓撲規(guī)則67
4.5 Geodatabase數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點68
重要概念和術語69
復習題69
應用：基于對象的矢量數(shù)據(jù)模型70
挑戰(zhàn)性作業(yè)72
第5章 柵格數(shù)據(jù)模型73
5.1 柵格數(shù)據(jù)模型要素74
5.1.1 像元值74
5.1.2 像元大小75
5.1.3 柵格波段75
5.1.4 空間參照75
5.2 柵格數(shù)據(jù)類型76
5.2.1 衛(wèi)星影像76
5.2.2 USGS的數(shù)字高程模型(DEM)77
5.2.3 非USGS的數(shù)字高程模型78
5.2.4 全球數(shù)字高程模型79
5.2.5 數(shù)字正射影像79
5.2.6 二值掃描文件80
5.2.7 數(shù)字柵格圖(DRG)80
5.2.8 圖形文件81
5.2.9 特定GIS軟件的柵格數(shù)據(jù)81
5.3 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)81
5.3.1 逐個像元編碼81
5.3.2 游程編碼(RLE)82
5.3.3 四叉樹82
5.3.4 頭文件83
5.4 數(shù)據(jù)壓縮84
5.5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換86
5.6 柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的結(jié)合87
重要概念和術語88
復習題89
應用：柵格數(shù)據(jù)模型90
挑戰(zhàn)性作業(yè)92
第6章 數(shù)據(jù)輸入93
6.1 現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)93
6.1.1 美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會94
6.1.2 美國地理空間一站式服務(GeospatialOne-Stop)94
6.1.3 美國地質(zhì)調(diào)查局94
6.1.4 美國人口普查局95
6.1.5 美國自然資源保護局95
6.1.6 美國州域公共數(shù)據(jù)舉例95
6.1.7 美國區(qū)域公共數(shù)據(jù)舉例96
6.1.8 美國大都市公共數(shù)據(jù)舉例96
6.1.9 美國縣級公共數(shù)據(jù)舉例96
6.1.10 美國私人公司的GIS數(shù)據(jù)96
6.2 元數(shù)據(jù)96
6.3 現(xiàn)有數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換97
6.3.1 直接轉(zhuǎn)換97
6.3.2 中性格式98
6.4 創(chuàng)建新數(shù)據(jù)100
6.4.1 遙感數(shù)據(jù)100
6.4.2 野外數(shù)據(jù)100
6.4.3 有x.y坐標的文本文件103
6.4.4 用數(shù)字化儀數(shù)字化103
6.4.5 掃描數(shù)字化104
6.4.6 屏幕數(shù)字化107
6.4.7 源地圖的重要性107
重要概念和術語108
復習題109
應用：數(shù)據(jù)輸入110
挑戰(zhàn)性作業(yè)113
第7章 幾何變換115
7.1 幾何變換115
7.1.1 地圖到地圖和圖像到地圖的變換115
7.1.2 變換方法116
7.1.3 仿射變換117
7.1.4 仿?lián)Q變換參數(shù)的幾何解釋118
7.1.5 控制點118
7.2 均方根(RMS)誤差120
7.3 數(shù)字化地圖上的均方根誤差121
7.4 像元值重采樣123
7.4.1 重采樣方法123
7.4.2 重采樣的其他用途123
重要概念和術語125
復習題125
應用：幾何變換126
挑戰(zhàn)性作業(yè)129
第8章 空間數(shù)據(jù)編輯131
8.1 定位錯誤131
8.1.1 使用二手數(shù)據(jù)源的定位錯誤132
8.1.2 產(chǎn)生數(shù)字化錯誤的原因132
8.1.3 使用第一手數(shù)據(jù)源的定位錯誤133
8.2 空間數(shù)據(jù)準確度標準133
8.3 拓撲錯誤134
8.3.1 幾何要素的拓撲錯誤134
8.3.2 圖層之間的拓撲錯誤136
8.4 拓撲編輯137
8.4.1 Coverages的拓撲編輯138
8.4.2 用地圖拓撲編輯140
8.4.3 用拓撲規(guī)則編輯140
8.5 非拓撲編輯141
8.5.1 編輯現(xiàn)有要素141
8.5.2 由現(xiàn)有要素創(chuàng)建新要素142
8.6 其他編輯操作142
8.6.1 圖幅拼接143
8.6.2 線的簡化和平滑144
重要概念和術語145
復習題146
應用：空間數(shù)據(jù)編輯146
挑戰(zhàn)性作業(yè)153
第9章 屬性數(shù)據(jù)的輸入與管理154
9.1 GIS中的屬性數(shù)據(jù)156
9.1.1 屬性表的類型156
9.1.2 數(shù)據(jù)庫管理157
9.1.3 屬性數(shù)據(jù)的類型157
9.2 關系數(shù)據(jù)庫模型158
9.2.1 MUIR：關系數(shù)據(jù)庫一例159
9.2.2 正規(guī)化160
9.2.3 關系類型162
9.2.4 合并和關聯(lián)表格164
9.3 屬性數(shù)據(jù)輸入165
9.3.1 字段定義165
9.3.2 數(shù)據(jù)輸入方法165
9.3.3 屬性數(shù)據(jù)校核165
9.4 字段與屬性數(shù)據(jù)的處理166
9.4.1 添加和刪除字段166
9.4.2 屬性數(shù)據(jù)的分類166
9.4.3 屬性數(shù)據(jù)的計算167
重要概念和術語167
復習題168
應用：屬性數(shù)據(jù)的輸入與管理169
挑戰(zhàn)性作業(yè)172
第10章 數(shù)據(jù)顯示與地圖編制173
10.1 地圖的符號表示174
10.1.1 空間要素與地圖符號..1 74
10.1.2 色彩的運用175
10.1.3 數(shù)據(jù)的分類176
10.2 地圖的種類177
10.3 地圖的注記179
10.3.1 字體的變化179
10.3.2 字體變化的選擇180
10.3.3 文字在地圖主體的放置181
10.4 地圖設計184
10.4.1 排版184
10.4.2 視覺層次186
10.5 地圖的生產(chǎn)189
重要概念和術語191
復習題193
應用：數(shù)據(jù)顯示和地圖編制193
挑戰(zhàn)性作業(yè)199
第11章 數(shù)據(jù)探查200
11.1 數(shù)據(jù)探查200
11.1.1 描述性統(tǒng)計量201
11.1.2 圖形201
11.1.3 動態(tài)圖形205
11.1.4 數(shù)據(jù)探查與GIS206
11.2 屬性數(shù)據(jù)查詢206
11.2.1 SQL(結(jié)構(gòu)查詢語言)207
11.2.2 查詢表達式208
11.2.3 運算類型209
11.2.4 查詢操作舉例210
11.2.5 關系數(shù)據(jù)庫查詢210
11.3 空間數(shù)據(jù)查詢211
11.3.1 由指針選擇要素211
11.3.2 由圖形選擇要素211
11.3.3 由空間關系選擇要素212
11.3.4 屬性數(shù)據(jù)查詢與空間數(shù)據(jù)查詢的結(jié)合213
11.4 柵格數(shù)據(jù)查詢213
11.4.1 由像元數(shù)值查詢213
11.4.2 用選擇要素查詢214
11.5 地理可視化214
11.5.1 數(shù)據(jù)分類214
11.5.2 空間集聚215
11.5.3 地圖比較216
重要概念和術語217
復習題218
應用：數(shù)據(jù)探查219
挑戰(zhàn)性作業(yè)223
第12章 矢量數(shù)據(jù)分析225
12.1 建立緩沖區(qū)225
12.1.1 建立緩沖區(qū)中的差別226
12.1.2 建立緩沖區(qū)的應用227
12.2 地圖疊置228
12.2.1 要素類型和地圖疊置228
12.2.2 地圖疊置方法229
12.2.3 Shapefile的疊置231
12.2.4 碎屑多邊形231
12.2.5 地圖疊置中的誤差傳遞232
12.2.6 地圖疊置的應用233
12.3 距離量測234
12.4 模式分析235
12.4.1 最近鄰分析235
12.4.2 量測空間自相關的莫蘭指數(shù)235
12.4.3 量測高/低聚集度的G統(tǒng)計量237
12.4.4 模式分析的應用238
12.5 地圖操作239
重要概念和術語241
復習題242
應用：矢量數(shù)據(jù)分析243
挑戰(zhàn)性作業(yè)247
第13章 柵格數(shù)據(jù)分析248
13.1 數(shù)據(jù)分析環(huán)境248
13.2 局部運算249
13.2.1 單一柵格的局部運算249
13.2.2 重新分類250
13.2.3 多個柵格的局部運算250
13.2.4 局部運算的應用252
13.3 鄰域運算253
13.3.1 鄰域統(tǒng)計值253
13.3.2 鄰域運算的應用254
13.4 分區(qū)運算255
13.4.1 分區(qū)統(tǒng)計量256
13.4.2 分區(qū)運算的應用257
13.5 自然距離量測運算257
13.5.1 配置與方向258
13.5.2 距離量測運算的應用259
13.6 其他的柵格數(shù)據(jù)運算259
13.6.1 柵格數(shù)據(jù)管理259
13.6.2 柵格數(shù)據(jù)提取260
13.6.3 柵格數(shù)據(jù)的綜合歸納260
13.7 基于矢量與基于柵格的數(shù)據(jù)分析的比較261
13.7.1 地圖疊置261
13.7.2 建立緩沖區(qū)262
重要概念和術語262
復習題263
應用：柵格數(shù)據(jù)分析263
挑戰(zhàn)性作業(yè)266
第14章 地形制圖與分析267
14.1 用于地形制圖與分析的數(shù)據(jù)267
14.1.1 數(shù)字高程模型(DEM)267
14.1.2 不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)268
14.2 地形制圖270
14.2.1 等高線法270
14.2.2 垂直剖面法271
14.2.3 地貌暈渲圖271
14.2.4 分層設色法273
14.2.5 透視圖273
14.3 坡度和坡向274
14.3.1 用柵格計算坡度和坡向的算法276
14.3.2 用TIN計算坡度和坡向的算法278
14.3.3 影響坡度和坡向量算的因子279
14.4 表面曲率280
14.5 柵格與TIN282
重要概念和術語283
復習題284
應用：地形制圖和分析285
挑戰(zhàn)性作業(yè)289
第15章 視域分析和流域分析290
15.1 視域分析290
15.2 視域分析中的參數(shù)293
15.3 視域分析的應用295
15.4 流域分析296
15.4.1 已填洼DEM296
15.4.2 流向297
15.4.3 流量累積297
15.4.4 河網(wǎng)298
15.4.5 河流鏈路299
15.4.6 全流域(AreawideWatersheds)299
15.4.7 基于點的流域299
15.5 影響流域分析的因素301
15.6 流域分析的應用303
重要概念和術語303
復習題304
應用：視域分析和流域分析304
挑戰(zhàn)性作業(yè)308
第16章 空間插值310
16.1 空間插值的要素310
16.1.1 控制點310
16.1.2 空間插值的類型311
16.2 整體擬合法312
16.2.1 趨勢面模型312
16.2.2 回歸模型314
16.3 局部擬合法315
16.3.1 森泰多邊形315
16.3.2 密度估算316
16.3.3 反距離權重插值318
16.3.4 薄板樣條函數(shù)319
16.4 克里金法322
16.4.1 半變異圖322
16.4.2 模型324
16.4.3 普通克里金法325
16.4.4 泛克里金法328
16.4.5 其他克里金法330
16.5 空間插值方法的比較330
重要概念和術語332
復習題333
應用：空間插值334
挑戰(zhàn)性作業(yè)338
第17章 地理編碼和動態(tài)分段340
17.1 地理編碼340
17.1.1 地理編碼參照數(shù)據(jù)庫341
17.1.2 地理編碼過程341
17.1.3 地址匹配選項342
17.1.4 其他類型的地理編碼344
17.2 地理編碼的應用344
17.3 動態(tài)分段345
17.3.1 路徑345
17.3.2 創(chuàng)建路徑346
17.3.3 事件348
17.3.4 創(chuàng)建事件表348
17.4 動態(tài)分段的應用350
17.4.1 數(shù)據(jù)管理350
17.4.2 數(shù)據(jù)顯示350
17.4.3 數(shù)據(jù)查詢350
17.4.4 數(shù)據(jù)分析351
重要概念和術語351
復習題352
應用：地理編碼和動態(tài)分段352
挑戰(zhàn)性作業(yè)357
第18章 路徑分析和網(wǎng)絡應用358
18.1 路徑分析358
18.1.1 源柵格358
18.1.2 耗費柵格359
18.1.3 耗費距離量測359
18.1.4 生成最小累積耗費路徑360
18.1.5 耗費距離量測的改進363
18.2 路徑分析的應用364
18.3 網(wǎng)絡364
18.3.1 鏈路和鏈路阻抗365
18.3.2 節(jié)點和轉(zhuǎn)彎阻抗365
18.3.3 單行道或禁行道365
18.3.4 天橋和地下通道365
18.4 網(wǎng)絡拼接366
18.4.1 聚集線要素366
18.4.2 創(chuàng)建拓撲366
18.4.3 對網(wǎng)絡要素賦予屬性367
18.5 網(wǎng)絡應用369
18.5.1 最短路徑分析369
18.5.2 最近設施370
18.5.3 配置371
18.5.4 定位-配置372
18.5.5 城市交通規(guī)劃模型374
重要概念和術語375
復習題376
應用：路徑分析和網(wǎng)絡應用376
挑戰(zhàn)性作業(yè)380
第19章 GIS模型與建模381
19.1 GIS建模的基本元素381
19.1.1 GIS模型的分類381
19.1.2 建模過程382
19.1.3 GIS在建模中的作用383
19.1.4 GIS與其他建模程序的結(jié)合383
19.2 二值模型384
19.3 指數(shù)模型386
19.3.1 加權線性綜合法386
19.3.2 其他方法387
19.3.3 指數(shù)模型的應用389
19.4 回歸模型391
19.4.1 線性回歸模型391
19.4.2 對數(shù)回歸模型392
19.5 過程模型392
19.5.1 土壤侵蝕模型393
19.5.2 其他過程模型395
19.5.3 GIS與過程模型395
重要概念和術語396
復習題397
應用：GIS模型與建模397
挑戰(zhàn)性作業(yè)402
參考文獻404