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本书简要介绍与GIS相关的基本原理，主要内容包括GIS简介、参照系、GIS数据、数据质量、空间数据模型和数据库、矢量和栅格数据的空间分析、网络分析、统计和空间数据测量、三维数据的空间分析、使用GIS制图、GIS硬件/软件和编程、未来展望等。

内容简介

地理信息系统是指输入、显示和分析空间数据，进而求解空间问题的系统，广泛用于网络分析、环境调查、土地利用、交通规划、地形可视化、海平面上升预测、商务定位等领域。本书是GIS科学专业学生的教材，内容涉及GIS简介、地理坐标参考、GIS数据获取、数据质量、空间数据模型与数据库、矢量和栅格数据的空间分析、网络分析、统计与空间数据测度、三维数据的空间分析、GIS制图、GIS硬/软件和程序设计、未来展望等。

作者简介

John R. Jensen

加州大学富勒顿分校地理学学士，杨百翰大学硕士，加州大学洛杉机分校博士；南卡罗来纳大学地理学教学名师，GIS与遥感实验室副主任，《GIS科学与遥感》杂志主编；摄影测量专家，曾任美国摄影和遥感学会地理空间信息分会主席；获SAIC John E. Estes Memorial教学奖、美国地质调查局/美国航空航天局William T. Pecora奖、美国地理学家协会终生成就奖。主持完成NASA、DOE和NOAA的项目50余项，著有《数字图像处理导论：遥感视角（第3版）》、《环境遥感：地球资源视角（第2版）》等教材，发表文章130多篇。

Ryan R. Jensen

杨百翰大学制图与GIS学士、地理学硕士，佛罗里达大学地理学和GIS博士。杨百翰大学地理学副教授，地理信息系统认证专家，《应用地理学》主编。

王淑晴，博士，中国地质大学教授，长期从事地理信息系统的研究与应用工作，发表论文多篇，专著多部，在地理信息系统于地质学等领域的应用中，取得了很多高质量的成果。

目录

目录
第1章 GIS简介 1
1．1 什么是空间数据 1
1．2 空间问题 3
1．3 GIS空间数据的组织方式 4
1．3．1 离散型地理要素 4
1．3．2 连续型地理要素 4
1．3．3 面域型地理要素 5
1．4 矢量与栅格数据结构 6
1．4．1 矢量数据结构 6
1．4．2 栅格数据结构 6
1．4．3 空间数据基础设施 6
1．5 GIS标准定义与非标准定义 8
1．6 对GIS的误解 9
1．6．1 GIS仅是一个图形处理软件或
计算机辅助设计（CAD）程序 10
1．6．2 GIS仅是一个地图制图程序 10
1．6．3 GIS仅是无理论基础的软件包 10
1．6．4 传统纸质地图与GIS一样用途
广泛 10
1．6．5 GIS与其他系统相比并无区别 12
1．7 GIS组成 12
1．7．1 GIS硬件 12
1．7．2 GIS软件 13
1．7．3 人件（活件） 14
1．7．4 GIS数据 14
1．8 GIS发展趋势 15
1．9 GIS产业 15
1．9．1 GIS软件开发行业 15
1．9．2 GIS数据采集行业 15
1．9．3 GIS增值服务行业 16
1．10 GIS行业就业情况 16
1．11 GIS行业投资情况 17
1．12 本书的组织结构 17
1．13 小结 18
复习题 18
关键术语 18
参考文献 19
第2章 空间参照系 21
2．1 概述 21
2．2 基准面 21
2．3 椭球 21
2．4 大地水准面 22
2．4．1 水平基准面 23
2．4．2 高程基准面 23
2．5 坐标系 24
2．5．1 笛卡儿坐标系 24
2．5．2 经度和纬度 25
2．6 地球仪 26
2．7 地图投影 27
2．7．1 地图投影中使用的可展曲面 29
2．7．2 圆柱地图投影 29
2．7．3 方位（平面）地图投影 32
2．7．4 圆锥投影 34
2．7．5 其他投影和坐标系 36
2．7．6 自定义地图投影 38
2．8 天梭指标 39
2．9 小结 41
复习题 41
关键术语 42
参考文献 42
第3章 GIS数据 44
3．1 概述 44
3．2 地面数据采集 44
3．2．1 全球定位系统（GPS） 44
3．2．2 地面数据测量 50
3．2．3 地面数据采样或人口调查 55
3．2．4 传统空间信息的数字化 57
3．3 遥感数据采集 62
3．3．1 遥感信息处理 63
3．3．2 分辨率要求 63
3．3．3 遥感术语 68
3．3．4 航空摄影测量 69
3．3．5 多光谱遥感 72
3．3．6 高光谱遥感 75
3．3．7 热红外遥感 76
3．3．8 LiDAR遥感 78
3．3．9 RADAR遥感 81
3．4 遥感数据分析 84
3．4．1 模拟（可视）图像处理 84
3．4．2 数字图像处理 84
3．5 小结 85
复习题 85
关键术语 85
参考文献 86
第4章 数据质量 88
4．1 概述 88
4．2 元数据 88
4．2．1 元数据的要素 88
4．2．2 FGDC的元数据标准 89
4．2．3 元数据和GIS软件 89
4．2．4 其他元数据问题 89
4．3 准确度和精度 90
4．4 地理空间数据的误差类型 90
4．4．1 属性错误 91
4．4．2 定位误差 94
4．4．3 拓扑错误 95
4．4．4 时间准确度 96
4．4．5 误差可视化 97
4．4．6 误差传播 97
4．4．7 区群谬误 98
4．4．8 可塑性面积单元问题 99
4．5 小结 100
复习题 100
关键术语 100
参考文献 101
第5章 空间数据模型和数据库 102
5．1 概述 102
5．2 GIS数据模型 102
5．3 矢量数据 103
5．3．1 点要素 103
5．3．2 线要素 103
5．3．3 面（多边形）要素 103
5．3．4 比例尺要素 103
5．3．5 拓扑属性 105
5．3．6 地理关系矢量模型 106
5．3．7 基于对象的矢量模型 108
5．4 栅格数据 109
5．4．1 栅格单元值 109
5．4．2 单元格大小 109
5．4．3 栅格地理参照系 110
5．4．4 栅格文件格式 111
5．5 矢量与栅格数据模型的转换 111
5．5．1 矢量-栅格转换 111
5．5．2 栅格-矢量转换 111
5．6 数据库 113
5．6．1 平面文件 114
5．6．2 关系数据库 114
5．6．3 不同的数据库关系 114
5．6．4 关联与连接 115
5．6．5 栅格数据库 116
5．6．6 属性数据类型 116
5．6．7 添加和删除属性字段 116
5．6．8 数据输入 117
5．6．9 外部数据库集成 117
5．7 数据查询 117
5．7．1 属性查询 117
5．7．2 位置查询 118
5．7．3 数据查询的融合 118
5．7．4 新数据层 118
5．8 小结 119
复习题 119
关键术语 120
参考文献 121
第6章 矢量数据和栅格数据的空间分析 122
6．1 概述 122
6．2 矢量数据分析 122
6．2．1 矢量数据的缓冲区分析 122
6．2．2 缓冲区分析的类型 125
6．2．3 矢量数据的叠加 127
6．3 栅格数据分析 136
6．3．1 栅格距离量测运算 136
6．3．2 局部运算 139
6．3．3 邻域运算 148
6．3．4 区域运算 155
6．4 小结 157
复习题 157
关键术语 158
参考文献 159
第7章 网络分析 160
7．1 概述 160
7．2 地理编码 161
7．2．1 地理编码的组成 162
7．2．2 预处理 163
7．2．3 地址匹配 163
7．2．4 地理编码质量 164
7．3 网络类型 165
7．3．1 （无向）交通网络 165
7．3．2 （有向）几何设施网络 165
7．4 （无向）交通网络分析 165
7．4．1 建立拓扑正确的交通（无向）
网络地理数据库 165
7．4．2 网络分析问题：最优路线（最短
路径） 167
7．4．3 网络分析问题：推销员的最优
路线 172
7．4．4 网络分析问题：最近的设施
在哪 173
7．4．5 网络分析问题：如何确定特殊
设施的服务区域 174
7．4．6 网络分析问题：设施位置的区位
配置模型 178
7．4．7 网络分析问题：最大市场
占有率 181
7．4．8 网络分析问题：目标市场
占有率 183
7．5 几何设施（有向）网络分析 184
7．5．1 建立拓扑正确的几何设施（有向）数据集 185
7．5．2 网络分析问题：设施网络中的
流向 187
7．5．3 网络分析问题：在设施网络中
追踪边、接口的上游或下游 187
7．5．4 国家水文数据集犹他州瓦萨奇
山脉钻石叉河部分 189
7．5．5 网络分析问题：在设施网络中
使用障碍 189
7．5．6 网络分析问题：网络示意图 190
7．6 小结 190
复习题 190
关键术语 191
参考文献 192
第8章 统计和空间数据量算 193
8．1 概述 193
8．2 长度（距离）量算 193
8．2．1 基于勾股定理的直线
距离量算 193
8．2．2 曼哈顿距离量算 194
8．2．3 其他因素 195
8．3 多边形周长和面积的量算 196
8．3．1 周长量算 196
8．3．2 多边形面积量算 197
8．4 描述性统计 198
8．5 描述性空间统计 200
8．5．1 均值中心 201
8．5．2 标准距离 201
8．6 空间自相关 201
8．7 点模式分析 204
8．7．1 样方分析 204
8．7．2 最近邻点分析 206
8．8 小结 209
复习题 209
关键术语 210
参考文献 210
第9章 三维数据空间分析 212
9．1 概述 212
9．2 三维数据的矢量表示和处理 213
9．2．1 不规则三角网（TIN）数据
结构 213
9．2．2．TIN表面处理 214
9．3 三维数据的栅格表示和处理 216
9．3．1 空间插值 216
9．3．2 栅格三维数据的表面处理 226
9．4 小结 228
复习题 228
关键术语 229
参考文献 229
第10章 GIS制图 231
10．1 概述 231
10．2 地理学家/制图师 231
10．3 制图学的历史 231
10．3．1 最古老的地图 232
10．3．2 中世纪的TO地图 232
10．3．3 公元150年托勒密的
《地理》 232
10．3．4 探索、打印和地图集的
时代 233
10．3．5 现代地图制作 235
10．4 制图过程 236
10．5 要素类型和测量尺度 237
10．5．1 要素类型 237
10．5．2 地理测量尺度 238
10．6 地图设计基础 239
10．6．1 地图组成（布局） 240
10．6．2 标题 240
10．6．3 排版 240
10．6．4 专题内容和图形背景关系 241
10．6．5 指北针与罗盘 242
10．6．6 比例尺 242
10．6．7 图例 243
10．6．8 格网或参考网格 243
10．6．9 地理空间元数据 244
10．7 点状数据制图 244
10．7．1 使用简单符号的点状制图 244
10．7．2 渐变色点状制图 245
10．7．3 比例或渐变符号点状制图 245
10．7．4 标准化点状符号 246
10．8 线状数据制图 247
10．8．1 使用简单线状符号和颜色的
线状制图 248
10．8．2 使用渐变（比例）线状符号的
流量图 249
10．8．3 等值线制图 250
10．9 面状数据制图 252
10．9．1 无行政单元边界限制的空间
数据的专题制图 252
10．9．2 具有行政单元限制的空间数据
专题制图：等值区域制图 254
10．10 摄影地图、正射摄影地图、影像
地图、正射影像地图 258
10．10．1 无控制摄影地图（相片镶嵌）和影像地图 258
10．10．2 控制的摄影地图和影像
地图 259
10．10．3 正射相片、正射相片地图、
正射影像和正射影像地图 260
10．11 小结 262
复习题 262
关键术语 263
参考文献 264
第11章 GIS硬件/软件和编程 266
11．1 概述 266
11．2 GIS硬件 266
11．2．1 计算机类型 266
11．2．2 中央处理器（CPU） 267
11．2．3 存储器（只读和随机存取） 268
11．2．4 操作系统 268
11．2．5 显示器 268
11．2．6 输入设备 268
11．2．7 输出设备 269
11．2．8 GIS实验室 269
11．2．9 GIS数据的存储与组织 269
11．3 GIS软件注意事项 270
11．3．1 GIS软件 270
11．3．2 成本 272
11．3．3 操作系统 272
11．3．4 数据采集和数据格式 272
11．3．5 矢量、栅格和GPS数据
融合 273
11．3．6 数据库管理 273
11．3．7 制图输出 273
11．3．8 GIS软件支持 273
11．3．9 手持GIS 275
11．4 编程和GIS 275
11．4．1 何时进行编程 276
11．4．2 计算机编程基础 276
11．4．3 GIS编程集成 278
11．4．4 独立GIS编程的应用 278
11．5 小结 280
复习题 280
关键术语 280
参考文献 280
第12章 展望未来 282
12．1 概述 282
12．2 GIS职业和教育 282
12．2．1 公共与私营部门的GIS
职业 282
12．2．2 专业组织协会 284
12．2．3 其他测绘科学（地学技术）
知识 286
12．2．4 GIS证书、认证和许可 286
12．2．5 继续教育 288
12．3 GIS技术发展趋势 288
12．3．1 云计算和GIS 288
12．3．2 网络GIS 289
12．3．3 移动GIS 291
12．3．4 自发地理信息 291
12．3．5 数据格式和标准的改进 292
12．3．6 三维可视化 293
12．4 地理空间公共访问和法律问题 293
12．4．1 公共数据访问 293
12．4．2 GIS数据有限责任 296
12．4．3 第四隐私权修正案的思考 297
12．5 遥感和GIS的集成 298
12．5．1 数据采集平台的发展 299
12．5．2 遥感系统的发展 299
12．5．3 数字图像处理进展 299
12．6 小结 300
复习题 300
关键术语 300
参考文献 301

附录A 地理空间信息来源 303
A．1 目录 303
A．1．1 联邦地理空间数据库 303
A．1．2 开源自发地理信息库 303
A．1．4 数字高程数据 303
A．1．5 水文数据 303
A．1．6 土地利用/土地覆盖和生物多
样性/栖息地数据 303
A．1．7 网络（道路）和人口统计
数据 304
A．1．8 遥感数据 304
A．2 联邦地理空间数据库 304
A．2．1 USGS EarthExplorer 304
A．2．2 USGS的The National Map 304
A．2．3 Geo．Data．gov 305
A．2．4 美国人口统计局 306
A．3 开源自发地理信息库 307
A．3．1 OpenStreetMap 307
A．4 商用地理空间数据库 308
A．4．1 Esri ArcGIS Online 308
A．5 数字高程数据 308
A．6 水文数据 309
A．7 土地利用/土地覆盖和生物多样性/
栖息地数据 309
A．8 网络（道路）和人口统计数据 309
A．9 遥感数据 309
A．10 各州的GIS数据交换中心 309
参考文献 310

前言/序言

译 者 序

地理信息系统（GIS）是一门潜力无限的新兴边缘交叉学科，它通过输入、处理、分析和显示空间数据来解决空间位置的相关问题。随着计算机、空间和互联网等支撑技术的发展，地理信息系统已从一种工具、方法或技术，飞速发展为一门科学，并得到了广泛应用。在全世界的中学、学院和大学中，都在讲授GIS的相关课程。如今，GIS已成为全球拥有数百万从业人员和数百亿美元的产业。国家测绘地理信息局在“十三五”期间我国测绘地理信息工作的重点任务目标中明确提出，我国地理信息产业将保持年均20%以上的增长速度，2020年总产值将超过8000亿元人民币。在“十三五”的开局之年，我们很荣幸 地理信息系统导论 [Introductory Geographic Information Systems] 电子书 下载 mobi epub pdf txt

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