《地理信息系統(tǒng)教程》從理論與應(yīng)用出發(fā)，系統(tǒng)地闡述了地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，內(nèi)容涵蓋GIS的定位基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析、GIS設(shè)計與開發(fā)以及典型案例等。
《地理信息系統(tǒng)教程》是作者對從事10多年GIS教學(xué)與科研項目研究成果的總結(jié)，對GIS的基本理論與實踐的系統(tǒng)歸納，全書偏重于能力的培養(yǎng)。
《地理信息系統(tǒng)教程》可作為地理信息系統(tǒng)、地理、測繪、土地、資源、環(huán)境、規(guī)劃、地質(zhì)、海洋、氣象、計算機等專業(yè)的本科生與研究生的教材，也可供城市規(guī)劃管理、環(huán)境保護、國土資源管理、區(qū)域規(guī)劃、測繪等部門的研究人員參考。
《地理信息系統(tǒng)教程》共分9章。第1章系統(tǒng)地闡述地理信息系統(tǒng)的概念、構(gòu)成、功能、類型、產(chǎn)業(yè)、發(fā)展歷程；第2章介紹地理空間的坐標基礎(chǔ)；第3章介紹空間數(shù)據(jù)模型與常見的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；第4章介紹空間與屬性數(shù)據(jù)的采集、編輯與處理，空間數(shù)據(jù)的監(jiān)理等內(nèi)容；第5章介紹空間數(shù)據(jù)庫的組織、管理與數(shù)據(jù)入庫更新等內(nèi)容；第6章介紹數(shù)字高程模型、緩沖、疊置、網(wǎng)絡(luò)等空間分析以及地理信息系統(tǒng)建模等內(nèi)容；第7章介紹GIS可視化的內(nèi)容；第8章介紹GIS設(shè)計與開發(fā)的主要內(nèi)容；第9章介紹GIS在各個行業(yè)中的應(yīng)用案例。
地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機軟、硬件環(huán)境的支持下，對全球或部分區(qū)域的地理空間數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、分析和顯示的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)從20世紀60年代起步，隨著信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的縱深發(fā)展，其概念也從地理信息系統(tǒng)技術(shù)、地理信息研究向地理信息服務(wù)延伸。地理信息系統(tǒng)已成為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分和高新技術(shù)領(lǐng)域的生力軍。地理信息系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)作為一種戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)以及低碳經(jīng)濟的重要組成部分，正在被公眾所認知。
自1998年教育部設(shè)置地理信息系統(tǒng)專業(yè)至今，全國已超過200所高校開設(shè)了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，開設(shè)了許多GIS的相關(guān)課程，對地理信息系統(tǒng)專業(yè)教材的需求日增。本書為編者對從事10多年的地理信息系統(tǒng)教學(xué)過程的總結(jié)，偏重于空間數(shù)據(jù)的獲取、處理，空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)、空間分析與應(yīng)用。通過對本書的學(xué)習(xí)，可以初步掌握地理信息系統(tǒng)基本技能，為以后的理論學(xué)習(xí)與GIS工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
本書共分9章。第1章系統(tǒng)地闡述地理信息系統(tǒng)的概念、構(gòu)成、功能、類型、產(chǎn)業(yè)、發(fā)展歷程；第2章介紹地理空間的坐標基礎(chǔ)；第3章介紹空間數(shù)據(jù)模型與常見的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；第4章介紹空間與屬性數(shù)據(jù)的采集、編輯與處理，空間數(shù)據(jù)的監(jiān)理等內(nèi)容；第5章介紹空間數(shù)據(jù)庫的組織、管理與數(shù)據(jù)入庫更新等內(nèi)容；第6章介紹數(shù)字高程模型、緩沖、疊置、網(wǎng)絡(luò)等空間分析以及地理信息系統(tǒng)建模等內(nèi)容；第7章介紹GIS可視化的內(nèi)容；第8章介紹GIs設(shè)計與開發(fā)的主要內(nèi)容；第9章介紹GIS在各個行業(yè)中的應(yīng)用案例。
全書由許捍衛(wèi)擬定編寫大綱，并由許捍衛(wèi)和馬文波統(tǒng)稿、定稿。其中許捍衛(wèi)、房曉亮編寫了第1章，張蕾、趙相偉編寫了第2、3章，黃會平、徐艷杰編寫了第4、8章，許捍衛(wèi)、劉志輝編寫了第5章，賀巧寧編寫了第6章，馬文波編寫了第7章，馬文波、周衛(wèi)娟編寫了第9章。佘遠見、劉波、張雅奇、竇煒提供了部分素材，張志強、吳小東、李梅香做了繪制部分插圖、排版、校對工作，在此一并表示感謝。
第1章 緒論
1.1 GIS中的基本概念
1.1.1 地理信息
1.1.2 地理信息系統(tǒng)
1.1.3 GIS中“S”含義的演變
1.1.4 地理信息系統(tǒng)的研究內(nèi)容
1.2 GIS的基本構(gòu)成
1.2.1 系統(tǒng)硬件
1.2.2 系統(tǒng)軟件
1.2.3 空間數(shù)據(jù)
1.2.4 應(yīng)用人員
1.2.5 應(yīng)用模型
1.3 GIS的功能與類型
1.3.1 GIS的基本功能
1.3.2 GIS的類型
1.4 GIS的應(yīng)用
1.4.1 管理領(lǐng)域
1.4.2 百姓生活
1.5 GIS產(chǎn)業(yè)
1.5.1 GIS軟件開發(fā)與銷售
1.5.2 GIS數(shù)據(jù)
1.5.3 GIS教育、研究與出版
1.5.4 GIS服務(wù)
1.6 GIS與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系
1.6.1 相關(guān)學(xué)科
1.6.2 GIS與CAD、MIs的異同
1.7 GIS的發(fā)展史
1.7.1 國外GIS發(fā)展史
1.7.2 國內(nèi)GIS發(fā)展史
1.7.3 GIS技術(shù)發(fā)展趨勢
復(fù)習(xí)思考題
學(xué)期作業(yè)
第2章 地理空間坐標基礎(chǔ)
2.1 地球空間參考
2.1.1 自然球體和自然表面
2.1.2 大地球體和大地水準面
2.1.3 旋轉(zhuǎn)橢球體和地球橢球面
2.2 空間參照系統(tǒng)
2.2.1 球面坐標系
2.2.2 xF面坐標系
2.2.3 高程坐標系
2.3 地圖投影
2.3.1 地圖投影的概念
2.3.2 地圖投影的分類
2.3.3 常用的地圖投影
2.4 空間坐標變換
2.4.1 幾何糾正
2.4.2 投影變換
2.5 空間尺度
2.5.1 觀測尺度
2.5.2 比例尺
2.5.3 地圖比例尺與空間尺度的關(guān)系與意義
2.6 地形圖的分幅與編號
2.6.1 地形圖的分幅
2.6.2 地形圖的編號
復(fù)習(xí)思考題
第3章 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.1 空間數(shù)據(jù)表達
3.1.1 空間實體特征
3.1.2 離散對象和連續(xù)場
3.1.3 矢量和柵格數(shù)據(jù)
3.1.4 空間拓撲關(guān)系
3.2 空間數(shù)據(jù)模型
3.2.1 空間數(shù)據(jù)模型的概念
3.2.2 常用空間數(shù)據(jù)模型
3.3 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.3.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念
3.3.2 實體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.3.3 拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.4 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.4.1 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念
3.4.2 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的壓縮編碼
3.5 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.5.1 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的比較
3.5.2 矢柵一體化的概念
3.5.3 矢柵一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.6 曲面數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.6.1 Voronoi數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.6.2 FIN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.6.3 Grid數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.6.4 等高線
3.7 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.7.1 八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.7.2 三維邊界表示法
復(fù)習(xí)思考題
第4章 空間數(shù)據(jù)采集與處理
4.1 空間數(shù)據(jù)采集
4.1.1 空間數(shù)據(jù)源分類
4.1.2 空間數(shù)據(jù)采集流程
4.1.3 空間數(shù)據(jù)采集方法
4.1.4 屬性數(shù)據(jù)采集
4.2 空間數(shù)據(jù)編輯
4.2.1 矢量數(shù)據(jù)編輯
4.2.2 屬性數(shù)據(jù)編輯
4.2.3 柵格數(shù)據(jù)編輯
4.3 空間數(shù)據(jù)監(jiān)理
4.3.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量評價的主要內(nèi)容
4.3.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的主要方法
4.3.3 數(shù)據(jù)生產(chǎn)各階段的質(zhì)量控制
4.3.4 空間數(shù)據(jù)拓撲檢查
4.4 空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換
4.4.1 空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的方法
4.4.2 常見數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換
4.5 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換
4.5.1 矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
4.5.2 柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
4.6 空間數(shù)據(jù)的壓縮與重分類
4.6.1 空間數(shù)據(jù)壓縮
4.6.2 空間數(shù)據(jù)重分類
4.7 空間數(shù)據(jù)內(nèi)插
4.7.1 整體內(nèi)插方法
4.7.2 局部分塊內(nèi)插
4.7.3 逐點內(nèi)插
4.8 空間數(shù)據(jù)拼接
4.8.1 空間數(shù)據(jù)接邊
4.8.2 要素合并
復(fù)習(xí)思考題
第5章 空間數(shù)據(jù)管理
5.1 空間數(shù)據(jù)庫概述
5.1.1 DBMS基礎(chǔ)
5.1.2 空問數(shù)據(jù)庫
5.2 空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計
5.2.1 概念設(shè)計
5.2.2 邏輯設(shè)計
5.2.3 物理設(shè)計
5.3 空間數(shù)據(jù)庫管理
5.3.1 矢量數(shù)據(jù)管理
5.3.2 柵格數(shù)據(jù)管理
5.4 地圖切片與影像金字塔管理
第6章 GIS空間分析
第7章 GIS可視化
第8章 GIS設(shè)計與開發(fā)
第9章 GIS應(yīng)用
附錄 GIS常用縮寫詞
參考文獻
1.起步階段20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，我國在1974年開始引進美國地球資源衛(wèi)星圖像，開展了遙感圖像的處理和解譯。1976年召開了第一次遙感技術(shù)規(guī)劃會議，形成了遙感技術(shù)試驗和應(yīng)用蓬勃發(fā)展的新局面，并先后開展了京津唐地區(qū)紅外遙感試驗、新疆哈密地區(qū)航空遙感試驗、天津渤海灣地區(qū)的環(huán)境遙感研究、天津地區(qū)的農(nóng)業(yè)土地資源遙感清查工作。國家測繪局開展了一系列航空攝影測量和地形測圖，為建立地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫打下了堅實的基礎(chǔ)。數(shù)字測圖、機助制圖、數(shù)字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。所有這些為GIS的研制和應(yīng)用做了技術(shù)上的準備。
2.試驗階段進入20世紀80年代后，我國執(zhí)行“六五”、“七五”計劃，國民經(jīng)濟全面發(fā)展，很快對“信息革命”做出熱烈響應(yīng)。在大力發(fā)展遙感技術(shù)應(yīng)用的同時，GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數(shù)據(jù)規(guī)范和標準、空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)、數(shù)據(jù)處理和分析算法及應(yīng)用軟件的開發(fā)等，以農(nóng)業(yè)為對象，研究有關(guān)質(zhì)量評價和動態(tài)分析預(yù)報的模式與軟件，并用于水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環(huán)境質(zhì)量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應(yīng)用方面，在全國大地測量和數(shù)字地面模型建立的基礎(chǔ)上，建成了全國1：100萬地圖數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和全國土地信息系統(tǒng)、1：4000萬全國資源和環(huán)境信息系統(tǒng)及l(fā)：250萬水土保持信息系統(tǒng)，并開展了黃土高原信息系統(tǒng)以及洪水災(zāi)情預(yù)報與分析系統(tǒng)等專題研究試驗。用于輔助城市規(guī)劃的各種小型信息系統(tǒng)在城市建設(shè)和規(guī)劃方面也獲得了認可。
3.全面發(fā)展階段20世紀80年代末到90年代，國家數(shù)字化測繪信息產(chǎn)業(yè)初步建立。l：100萬地圖數(shù)據(jù)庫已公開出版，1：25萬地圖數(shù)據(jù)庫也已完成建庫。部分省市已建立省級1：1萬基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)。數(shù)字攝影測量和遙感應(yīng)用從典型試驗逐步走向?qū)嵱茫@樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。沿海、沿江經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展，土地的有償使用和外資引進，急需GIS為之服務(wù)，有力地促進了城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。用于城市規(guī)劃、土地管理、交通、電力及各種基礎(chǔ)設(shè)施管理的城市信息系統(tǒng)在我國許多城市相繼建立。
這一階段，在GIS學(xué)術(shù)交流和人才培養(yǎng)方面得到很大發(fā)展。在國內(nèi)召開了多次關(guān)于GIS的國際學(xué)術(shù)討論會。1985年建立“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室”，1990年建立“測繪遙感信息工程國家重點實驗室”，1994.年中國GIS協(xié)會在北京成立，標志著中國GIS產(chǎn)業(yè)已形成一定規(guī)模。
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