GIS地理信息系統(tǒng)原理和方法

前言

當前以建立信息高速公路為龍頭的全球信息化浪潮正撲面而來。各種媒介目不暇接的介紹、報導和預測，使人們注視到由通訊網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫、信息系統(tǒng)和各種日用電子設備組成的信息基礎設施的建立和完善，將會實現(xiàn)全國乃至全球范圍內信息的瞬息的共享、交流和溝通，從而改變社會化大生產的協(xié)作方式。應運而生并得到迅速發(fā)展和應用的地理信息系統(tǒng)技術，伴隨著計算機技術和空間技術的發(fā)展，已成為數(shù)字化和信息化多源空間信息的統(tǒng)一載體，在支持經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展中起著重要作用，從而成為世紀之交的這場影響極為深遠的產業(yè)革命的重要組成部分。地理信息系統(tǒng)是集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、信息科學、應用數(shù)學、管理科學為一體的新興科學。是多學科集成并應用于各領域的基礎平臺。而這種集成并非是積木式的累加，而是對信息的各種加工、處理過程的應用、融合和交叉滲透，并且實現(xiàn)各種信息的數(shù)字化的過程，是一項資金和技術密集的過程。在潛在的GIS應用市場的吸引之下，GIS的用戶期望在高投入之后有高效益的回報。因而，從事GIS工作的技術人員了解地理信息系統(tǒng)的原理、方法和開發(fā)技術是非常必要的。《地理信息系統(tǒng)原理和實用工程技術從書》是作者本人和40余名研究生從事地理信息系統(tǒng)教學、科研和工程實踐的總結。全叢書共四冊，分別是：地理信息系統(tǒng)原理和方法、地理信息系統(tǒng)工程實用開發(fā)技術、地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫建庫與更新技術、地理信息系統(tǒng)實用模型與分析技術，將在兩年內全部出版。本書是上述叢書的第一本，由邊馥苓主編，朱國賓、余潔副主編，并特邀時曉燕編寫第五章 、邊馥萍編寫第九章 。參加本書資料收集、編寫、制圖和校對工作的還有：孟令奎、候立波、李建松、鐘毅、談曉軍、盧新海、廖建軍、胡自風、何勇等。本書的出版得到了測繪出版社及其他同行專家的大力支持，在此表示衷心的感謝！本書的編寫旨在為初學者指點迷津，也為從事地理信息工程技術工作的人員提供一些可供借鑒的經(jīng)驗，雖不成熟，但有探索。愿以這不完善的雛形獻給讀者，更渴望同行專家給予批評、指正。

內容概要

本書從地理信息系統(tǒng)所具有的“空間概念”和“空間特性”出發(fā)，著重敘述了地理信息系統(tǒng)的構成、功能、地理基礎、空間數(shù)據(jù)的獲取、組織與管理、空間分析、制圖輸出與應用等基本概念。對一些與其相關的引深理論：地理信息系統(tǒng)的數(shù)學建模、三維地理信息系統(tǒng)概念和地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡工程等也作了描述。此外，為配合地理信息系統(tǒng)工程技術人員的入門，書中闡述了信息系統(tǒng)工程化思想和系統(tǒng)工程的框架。附錄中對國內常用的GIS基礎軟件、商用數(shù)據(jù)庫和空間數(shù)據(jù)轉換標準作了介紹。　　本書可作為地理信息工程專業(yè)的本科生和研究生的教材；對有關工程技術人員也很有參考價值。

書籍目錄

第一章 地理信息系統(tǒng)的產生與發(fā)展　1-1 信息革命的影響　1-2 地理信息系統(tǒng)的產生與發(fā)展　1-3 我國地理信息系統(tǒng)發(fā)展狀況　1-4 城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展第二章 地理信息系統(tǒng)導論　2-1 地理信息系統(tǒng)基本概念　2-2 地理信息系統(tǒng)的特點　2-3 地理信息系統(tǒng)的功能　2-4 地理信息系統(tǒng)的屬性　2-5 地理信息系統(tǒng)的目標和應用　2-6 地理信息系統(tǒng)的效益分析第三章 地理信息系統(tǒng)的空間特性　3-1 空間實體及其描述　3-2 空間問題論述　3-3 空間處理方法第四章 地理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)工程概念　4-1 地理信息系統(tǒng)工程的目標　4-2 地理信息系統(tǒng)工程的數(shù)據(jù)流程與工作流程　4-3 地理信息系統(tǒng)的實體框架　4-4 地理信息系統(tǒng)的運行環(huán)境　　4-5 地理信息系統(tǒng)工程標準　4-6 地理信息系統(tǒng)開發(fā)策略　4-7 地理信息系統(tǒng)的更新第五章 地理信息系統(tǒng)的地理基礎　5-1 地圖投影的基本原理　5-2 地理信息系統(tǒng)中地圖投影的設計與配置　5-3 我國地理信息系統(tǒng)中常用的地圖投影配置與計算第六章 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取　6-1 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源　6-2 地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質量　6-3 數(shù)據(jù)的加工整理　6-4 數(shù)據(jù)的輸入與輸出　6-5 數(shù)據(jù)的檢核和存貯第七章 空間數(shù)據(jù)組織與結構　7-1 柵格數(shù)據(jù)結構　7-2 矢量數(shù)據(jù)結構　7-3 柵格與矢量數(shù)據(jù)結構的選擇與轉換　7-4 空間數(shù)據(jù)分層組織第八章 空間數(shù)據(jù)管理　8-1 數(shù)據(jù)庫的管理　8-2 數(shù)據(jù)模型　8-3 地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫第九章 地理信息系統(tǒng)的數(shù)學建?！?-1 數(shù)學建模的思想和步驟　9-2 數(shù)據(jù)回歸分析建模方法　9-3 層次分析建模方法第十章 空間分析　10-1 空間分析中所涉及的概念　10-2 空間量測　10-3 空間變換　10-4 空間內插　10-5 空間決策支持　10-6 空間分析應用實例第十一章 三維地理信息系統(tǒng)技術　11-1 概述　11-2 三維數(shù)據(jù)結構　11-3 三維數(shù)據(jù)的顯示　11-4 三維G1S系統(tǒng)的設計　11-5 應用實例：三維G1S在石油勘探中的應用第十二章 地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡工程　12-1 計算機網(wǎng)絡基礎　12-2 地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃與實施　12-3 地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡工程應用實例第十三章 地理信息系統(tǒng)制圖輸出　13-1 計算機制圖與地理信息系統(tǒng)　13-2 計算機制圖的基本過程　13-3 計算機制圖輸出的顯示處理　13-4 計算機制圖的主要設備及軟件系統(tǒng)　13-5 計算機制圖的發(fā)展趨勢　13-6 電子地圖系統(tǒng)簡介第十四章 地理信息系統(tǒng)工程化思想　14-1 地理信息系統(tǒng)工程概念　14-2 地理信息系統(tǒng)工程化思想及其理論基礎　14-3 地理信息系統(tǒng)工程建設　　14-4 地理信息系統(tǒng)文檔設計附錄A 國內常用GIS基礎軟件簡介附錄B 商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡介附錄C 用于空間數(shù)據(jù)轉換的標準介紹主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1-2地理信息系統(tǒng)的產生與發(fā)展國外不少人認為，19世紀以來普遍應用的地圖和專題圖就是一種模擬式的地理信息系統(tǒng)。照此定義，我國的地理信息系統(tǒng)的產生更加源遠流長。蘇州文廟保存下的宋碑：天文圖碑、地理圖碑、平江圖碑等就是有力的證明。古老的天文圖碑是根據(jù)宋代天文學家在元豐年間（公元1078～1085年）對天體實際觀察的結果繪制而成。天文圖分天體、地體、北極、南極、赤道、日、黃道、月、白道、經(jīng)星、緯星、天漢、十二次、十二分野，記載了1440顆星的位置。平江圖采用了平面與立體結合的傳統(tǒng)畫法，顯示了宋代蘇州府城的地理狀況。圖上不僅畫了城墻、河道、官廳、街坊、寺觀、橋梁、園林、古跡等，還用‘縮寫法’把城外的一些重要山水畫了進去。地理圖碑是宋代的中國地圖?？汤L了山脈、長江、黃河、長城以及全國各級行政機構——路、府、州的位置。這些碑刻圖表現(xiàn)了不同比例尺、不同區(qū)域空間內各種地理要素之間的空間位置，隱含地表示了這些要素之間的拓撲關系，并以平面和立體結合的繪畫方法將空間地理要素進行復合分解為多維顯示。以計算機為平臺的現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)中的種種空間問題的處理思想與方法不正是古代這些寶貴遺產的繼承和延伸嗎！地理信息系統(tǒng)產生和發(fā)展的歷史背景和原因可歸納為3條：1.資源環(huán)境信息的爆炸所至。隨著國土規(guī)劃、區(qū)域開發(fā)、環(huán)境保護和大型工程規(guī)劃設計的開展；全國人口普查、土地詳查和工業(yè)普查等大量數(shù)據(jù)的獲取；海洋、陸地和大氣方面各種定位監(jiān)測站網(wǎng)的布置；衛(wèi)星與航空多層次遙感手段提供的豐富信息和更新能力等，都在為經(jīng)濟建設提供極其豐富的信息資源。2.由于交叉科學的發(fā)展，規(guī)劃、決策和管理部門的工作方式正在迅速改變。50年代常規(guī)的調查報告和統(tǒng)計圖表的方式，早已使人感到應接不暇。60年代編繪專題圖和地圖集曾經(jīng)盛極一時，這些地圖較之文字確有一目了然、雅俗共賞之妙，可生產周期過長，更新困難。80年代出現(xiàn)了以計算機為主體，得到遙感、遙測技術、系統(tǒng)工程方法支撐的信息系統(tǒng)，它成為政府部門規(guī)劃、決策和管理職能的現(xiàn)代化保證。3.由于社會的進步，人類開始覺悟到對于自然資源的利用，不能是簡單地掠奪，而應當合理地管理利用，并且把開發(fā)和保護相結合起來。吸取過去深刻的教訓，對自然資源應采用科學的管理、進行定量分析和預測。“地理信息系統(tǒng)”概念的提出，要追溯到50年代。

編輯推薦

《GIS地理信息系統(tǒng)原理和方法》:地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）作為集計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學、城市科學、空間科學、和管理科學為一體的新興邊緣學科正在興起和急速發(fā)展。地理信息系統(tǒng)是多學科集成的基礎平臺，可用于地理信息的搜集、存貯、管理和分析，與傳統(tǒng)的分析方法和比較，它將過去的手工、單一、靜態(tài)、以定性為主的分析技術推進到多時相、多數(shù)據(jù)源、時空相結合、定性與定量相結合的綜合分析技術，因而已逐漸成為資源管理理、環(huán)境管理和政府等部門決策和管理的重要技術手段之一。但是應運而生成的地理信息系統(tǒng)技術的應用和推廣需要有較高的經(jīng)濟投入，使得著意耕耘的決策者躍躍欲試而又舉棋不定。本系列叢書是作者在國內設計開發(fā)了多個地理信息系統(tǒng)工程的基礎上，參閱了大量的中外文資料編寫而成的。意從工程化思想開發(fā)。強化地理信息系統(tǒng)是一門應用技術，對地理信息系統(tǒng)的原理、構成、設計方法、開發(fā)方法等多方而進行闡述。雖不成熟，但有探索。愿將這不完善的雛形獻給為中國地理信息系統(tǒng)事業(yè)而奮斗的同行參考，敬請批評正。

圖書封面

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