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内容简介

　　《地理信息系统理论与应用丛书：地理信息系统空间分析原理》着重阐述目前地理信息系统中空间分析方法的原理，主要内容包括：空间分析的思路、矢量数据和栅格数据的分析方法、数字高程模型分析方法、地理网络的表达与分析方法、空间插值模型、空间数据不确定性分析原理、空间数据挖掘理论及元胞自动机模型等。在介绍原理和方法的同时，通过研究实例展示如何利用这些方法实施空间分析。
　　《地理信息系统理论与应用丛书：地理信息系统空间分析原理》可作为地理信息系统高年级本科生和研究生教材，也可供地理学、资源调查、地质找矿、环境保护、土壤学和生态学等领域科研人员参考。

目录

前言

第1章 绪论
1．1 空间对象的属性、表达及空间关系
1．1．1 空间对象及其属性
1．1 I2空间对象的表达
1．1．3 空间对象间的关系
1．2 GIs的数据模型
1．2．1 GIS的概念数据模型
1．2．2 GIs的物理存储模型
1．3 GIS的组成及其功能
1．4 GIS空间分析的思路和框架
1．4．1 GIs空间分析的总体思路
1．4．2 空间分析的框架
1．4．3 空间分析的意义
1．5 教程安排
思考题
参考文献

第2章 矢量数据分析
2．1 拓扑的概念及矢量数据的拓扑关系
2．1．1 拓扑的概念
2．1．2 拓扑关系及其表达
2．2 矢量数据的类型及其拓扑表达
2．2．1 简单矢量数据结构
2．2．2 含拓扑关系的矢量数据结构
2．2．3 拓扑关系的判断
2．3 空间叠加分析原理及其应用
2．3．1 空间叠加分析的概念
2．3．2 基于矢量数据的叠加分析
2．3．3 地图的叠加方法
2．3．4 其他地图操作
2．3．5 空间叠加分析的应用
2．4 缓冲区分析原理
2．4．1 缓冲区的概念
2．4．2 缓冲区分析算法
2．4．3 缓冲区分析的应用
思考题
参考文献

第3章 栅格数据分析
3．1 栅格的基本概念
3．1．1 栅格数据
3．1．2 栅格数据的空间坐标
3．1．3 离散数据与连续数据
3．1．4 栅格精度
3．2 地图代数
3．2．1 基本概念
3．2．2 局部运算
3．2．3 邻域运算
3．2．4 区域运算
3．2．5 全局运算
3．3 综合模型
3．3．1 距离模型
3．3．2 密度模型
3．3．3 水系模型
3．3．4 空间评价模型
3．3．5 扩散模型
思考题
参考文献

第4章 数字高程模型分析
4．1 数字高程模型的概念及表示方法
4．1．1 数字地面模型和数字高程模型的概念
4．1．2 DEM的主要表示模型
4．2 DEM的产生方法
4．2．1 DEM的数据采集
4．2．2 数字摄影测量获取DEM
4．3 DEM的建立
4．3．1 等高线的建立
4．3．2 格网DEM的建立
4．3．3 TIN的建立
4．4 基于DEM的地形分析
4．4．1 坡度分析
4．4．2 坡向分析
……

第5章 地理网络表达与分析
第6章 地统计
第7章 空间数据不确定性分析
第8章 空间数据挖掘
第9章 元胞自动机及基地理应用

彩图

精彩书摘

　　《地理信息系统理论与应用丛书：地理信息系统空间分析原理》：
　　从以上分析可以看出，这种搜索过程是在不断地构造分支和确定界值。一旦确定了界值，则对大于等于界值的分支不再搜索，因此这种方法称为分支定界法。分支定界法比穷举法优越得多，但是在最坏情况下。其计算复杂度仍为O（n！）。因此在实际问题中，人们经常采用近似算法求得问题的近似最优解，从而避免浩瀚的计算量。
　　5.3.4中国邮路问题
　　中国邮路问题（Chinese postman problem）是我国著名图论学者管梅谷教授首先提出并解决的。中国邮路问题与欧拉回路、最短路径以及最小费用流问题有着密切的联系。中国邮路问题的含义是，邮递员传送报纸和信件，要从邮局出发经过他所管辖的每一条街道最后返回邮局，求满足这一条件的最短传送线路（王朝瑞，2002； Ghiani and Improta，2000）。用图论的语言描述·就是在一个正权连通图G中，求从某结点出发经过每条边至少一次最后返回出发点的最短回路。《地理信息系统理论与应用丛书：地理信息系统空间分析原理》只对无向连通图进行讨论。
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前言/序言

　　自从地理信息系统（geographical information system，GIS）问世以来，人们对空间数据实施空间分析的能力得到了革命性的提升。GIS对地理学的作用可与显微镜对于生物学的作用相媲美。随着近40年GIS的不断成熟和发展，其空间分析功能越来越强大。目前的GIS系统不仅可以处理数据量更大的空间数据集，而且还可以包容更多的空间数据类型，如要素数据、栅格数据、网络数据、空间场数据及面向对象的数据等。更为重要的是，GIS提供的功能模块也与日俱增，除常规的地图投影转换、拓扑分析、栅格分析、空间叠加分析等外，还包括地统计、三维分析、网络分析及各种专业模型等。打开GIS系统，数十个模块和各种工具箱，还有每项功能中多个参数设置和选项往往令人眼花缭乱，甚至不知所措。
　　GIS结构与功能的复杂性为应用GIS进行空间分析带来了前所未有的挑战。正如C++语言为程序的开发带来无限潜力的同时也使得C++语言的学习和掌握成为一项艰巨的任务一样，GIS在给地理学乃至其他学科带来希望和动力的同时，其庞大的“身躯”和复杂的结构常常使人望而却步。在实际应用中，不少初学者甚至对GIS的结构和功能还不完全了解，或者对某项功能中参数的含义还不十分清楚，就开始空间分析的操作，这无疑会增加产生错误的可能性，甚至给GIS的使用带来灾难。
　　目前，在GIS领域内已有很多非常好的GIS教程或参考书，这些书对GIS的结构和基本功能进行了系统的介绍，对GIS的初学者起到了非常好的入门作用。然而，面对复杂的应用问题，仅了解GIS的结构及基本功能是远远不够的，还必须掌握当前GIS中最新的空间分析方法及每个功能背后的基本原理，只有这样才能真正地掌握GIS的本质，从而对不同的功能进行“组装”，形成完整的空间分析思路，并在实际中“用活”GIS的空间分析功能。
　　本书就是针对上述目的组织和安排其中的内容。本书避开了对GIS结构的详细描述，着重阐述目前GIS系统中空间分析的方法、功能及其原理，并通过实例展示如何利用这些方法进行空间分析。全书共分9章：第1章介绍空间对象的表达、GIS的数据模型、GIS的主要功能及空间分析的思路；第2章介绍空间拓扑的概念、矢量数据的类型及其拓扑表达、矢量数据的叠和和缓冲区分析原理；第3章介绍栅格数据的有关概念、地图代数的原理及基于栅格数据的综合模型；第4章介绍数字高程模型的概念、DEM的产生方法、基于DEM的地形分析；第5章介绍图论的有关概念、地理网络表达、最优路径分析算法及网络分析模型；第6章介绍空间随机场的相关概念、协方差函数与变差函数、结构分析理论与应用、估计方差、克立格方法的原理和应用；第7章空间数据不确定性分析，介绍空间数据不确定性的概念、与空间数据不确定性研究相关的理论、空间数据不确定性模型、空间数据不确定性的传递；第8章介绍空间数据挖掘的基本概念、空间聚类方法、空间关联规则挖掘及空间决策树方法；第9章介绍元胞自动机的产生与发展现状、元胞自动机的概念及元胞自动机模型在地理学中的应用。
　　本书是在中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX2-YW-QN303）和中国科学院地理科学与资源研究所自主部署创新项目（200905004）的支持下完成的。全书的内容主要来自作者在各自专业领域的研究成果以及对相关领域研究的文献综述与整理，因此书中不仅对GIS空间分析的基本原理进行详细的讨论，同时还对当今GIS空间分析方法的最新进展进行介绍。此外，在成书过程中作者结合在中国科学院研究生院的教学经验，在写作手法上力求简明扼要、通俗易懂，而且在每章最后都附有思考题供读者检查学习效果。全书写作的具体分工如下：前言和第1章，周成虎、裴韬；第2章，杜云艳、裴韬；第3章，苏奋振；第4章，姚永慧、裴韬；第5章，陆锋；第6章，裴韬；第7章，葛咏、裴韬；第8章，裴韬；第9章，马廷；全书由裴韬、周成虎统稿。此外，参与本书工作的还有秦承志、龚玺、孙嘉、罗明、万幼、刘汉丽、宋辞、孔祥兵等，在此一并致谢。
　　本书从构思到定稿，前后花费近5年，虽然在内容上力求涵盖GIS空间分析中常用方法的基本原理并包容最新的研究成果，写作上力求完美，但由于作者能力和水平的局限，无论在内容的组织还是写作方面，都难免出现疏漏和不妥之处，在此恳请读者不吝赐教。
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