本书是4北京大学地理教学丛书》之一。全书革统介绍了G1S 的基本理论、功能实现和应用技术，共包括五个部分，其中收忌了黑内外有关GIS技术和应用的主盖新研究成果，同时得最前2若有导读，便于读者阅读使用。

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目录
《北京大学地理教学丛书》序
序
前言
第一篇基本概念和理论
第-章地理信息系统概论 3
1.地理信息系统的基本概念 3
1.1 信息、数据、地理数据与地理信息 3
1 2 信息系统(Infonnation System)及其类型 5
2 地理信息系统及其类型 7
2.1 地理信息系统 7
2.2 地理信息系统的类型 8
2.3 地理信息系统的构成 9
3 地理信息系统的功能概述 12
3.1 数据采集、监测与编辑 14
3.2 数据处理 14
3.3 数据存储与组织 15
3.4 空间查询与分析 15
3.5 图形与交互显示 16
4 地理信息系统的研究内容 M
4.1 研究内容 16
4.2 地理信息系统相关学科 17
5 地理信息系统发展简史 2
5.1 ω 年代开拓发展阶段 22
5.2 70 年代巩固阶段 23
5.3 四年代突破阶段 2
5.4 90 年代社会化阶段 24
6 G囚的发展展望 26
6.1 GIS 理论研究中亟待解决的问题 26
6.2 地理信息系统的发展动态 28
第二章从现实世界到比特世界 32
1.对现实世界的地理认知 33
1.1 认知的含义 33
1 2 环境映象与模型 35
1.3 地图认知模型 35
1 4 地理客体的科学认知 36
1.5 地图是客观世界的形象一符号一概括模型 37
2 现实世界的抽象 37
2.1 现实世界 38
2.2 概念世界 39
2.3 地理空间世界(Geospatial World) 40
2.4 维度世界(Dimensionality World) 41
2.5 项目世界(Project World) 41
3 比特世界 42
3.1 比特世界 42
3.2 模型的作用 43
3.3 GIS 空间数据建模 44
3.4 GIS 壁间数据模型的概念与分类 45
第三章空间数据模型 47
1.空间数据模型的基本问题47
1.1 概念 48
1.2 空间数据模型的类型 4
1.3 GIS 空间数据模型的学术前沿 48
2 场模型 50
2.1 场的特征 50
2.2 栅格数据模型 52
3 要素模型 53
3.1 欧民(Euclid舰)空间和欧民空间中的三类地物要素 53
3.2 要素模型的基本概念 55
3.3 矢量数据模型 57
4 基于要素的壁间关系分析到
4.1 空间关系的基本概念 59
4.2 拓扑空间关系分析 60
4.3 方向空间关系分析 66
4 4度量空间关系分析 67
5 网络结构模型 68
5.1 网络空间 68
5.2 网络模型 69
6 时空模型 69
6.1 时空数据模型概述 69
6.2 时空数据模型设计的基本思想 70
7 三维模型 71
7.1 三维GIS 的功能 71
7.2 三维数据结构 72
第四章空间参照系统和地固摄影 75
1 地球椭球体基本要素 75
1.1地球椭球体 75
1.2地图比例尺 77
2 坐标系 78
2.1地理坐标78
2.2平面上的坐标系 79
2.3直角坐标系的平移和旋转 80
3 地图投影的基本问题 82
3.1地图投影的概念 82
3.2地图投影的变形 82
3.3地图投影的分类 84
3.4地图投影的选择 86
3.5常用的一些地图投影 87
4 高斯一克吕格投影 87
5 地形图的分幅和编号 89
5.1地形图的分幅 89
5.2分幅编号 90
第五章GIS中的数据 92
1 数据涵义与数据类型 92
1.1数据的涵义 92
1.2空间数据的类型 93
1.3空间数据的表示方法 95
2 数据的测量尺度 95
2.1命名(Nominal)量 95
2.2次序(Ordinal)量 95
2.3间隔(Interval)量 96
2.4比率(Ratio)量 96
3 地理信息系统的数据质量 97
3.1数据质量的基本概念 97
3.2空间数据质量问题的来源 98
3.3常见空间数据的诶差分析 99
3.4空间数据质量控制 103
4 空间数据的元数据 104
4.1元数据的概念及类型 105
4.2空间数据元数据的应用 108
4.3在地理信息系统中使用元数据的原因 110
4.4空间数据元数据的获取与管理 110
4.5元数据存储和功能实现 111
第二篇地理信息系统功能
第六章空间数据获取与处理 115
1.地图数字化 115
1.1 概述 115
1 2 地图数据类型 116
1.3 数字化仪数字化 117
1 4 扫描矢量化及常用算法 120
2 空间数据录入后的处理 125
2.1 圆形坐标变换 125
2.2 圆形拼接 127
2.3 拓扑生成 127
第七章空间敢据管理 133
1.空间数据库 133
1.1 地理信息系统与一般管理信息系统的比较 133
1.2 空间数据库 134
1.3 数据与文件组织 136
1.4 GIS 的内部数据结构一一矢量结构和栅格结构 138
2 栅格数据结构及其编码 140
2.1 栅格数据结构 140
2.2 决定栅格单元代码的方式 141
2.3 编码方法 142
3 矢量数据结构及其编码 146
3.1 矢量数据结构 146
3.2 编码方法 146
4 矢栅结构的比较及转换算法 150
4.1 栅格结构与矢量结构的比较 150
4.2 相互转换算法 151
5 空间索引机制 155
5.1 索引概念 155
5.2 索引类型 156
6 壁间信息查询 159
6.1 基于属性特征查询 159
6.2 基于空间关系和属性特征的查询(SQL) 159
6.3 一种空间扩展SQL 查询语言一-GeoSQL 159
第八章空间分析 161
1.空间查询与量算 161
1.1 空间查询 162
1.2 空间量算 163
2 空间变换 166
3 再分类 167
4 缓冲区分析 168
5 叠加分析 172
5.1 视觉信息叠加 172
5.2 点与多边形叠加 172
5.3 线与多边形叠加 173
5.4 多边形叠加 173
5.5 栅格图层叠加 175
6 网络分析 175
6.1 网络数据结构 176
6.2 主要网络分析功能 176
7 空间插值 178
7.1 空间插值的概念和理论 178
7.2 空间插值的数据源 179
7.3 空间插值方法 180
8 空间统计分类分析 192
8.1 主成分分析 192
8.2 层次分析法 193
8.3 系统聚类分析 193
8.4 判别分析 193
第丸章数字地形模型(D1M)与地形分析 195
1.概述 195
1 1 日fM和DEM 195
1.2 DEM 的表示法 196
2 DEM 的主要表示模型 197
2.1 规则格网模型 197
2.2 等高线模型 198
2.3 不规则三角网(TIN)模型 199
2.4 层次模型 200
3 DEM 模型之间的相互转换 200
3.1 不规则点集生成TIN 201
3.2 格网DEM 转成TIN 202
3.3 等高线转成格网DEM 204
3 4利用格网DEM 提取等高线 205
3.5 TIN 转成格网DEM 205
4 DEM 的建立 205
4.1 DEM 数据采集方法 206
4.2数字摄影测量获取DEM 206
4.3 DEM 数据质量控制 207
5 DEM 的分析和应用 208
5.1 格网DEM 应用 2佣
5.2 三角网DEM 分析应用 214
第十章空间建模与空间决策支持 217
1.空间分析过程及其模型 217
1.1 空间分析过程 217
1.2 空间分析建模 218
2 空间决策支持模型 222
2.1 空间决策过程的复杂性 222
2.2 空间决策分析的理论和方法 224
2.3 空间决策支持系统 225
2.4 通用智能空间决策支持系统结构体系 227
2.5 空间决策支持系统的模型管理系统 228
3 专家系统 230
3.1 专家系统的基本组成 230
3.2 专家系统的知识处理 231
3.3 空间分类专家系统实例一一土地类型分类 233
4 数据仓库与壁间数据挖掘 235
4.1 数据仓库(Data W，缸ehouse) 236
4.2 数据挖掘(Data Mini吨) 236
4.3 空间数据挖掘 238
5 GIS 空间分析与空间动态建模 241
5.1 GIS 与空间动态模型的结合方式 242
5.2 元胞自动机简介 242
5.3 元胞自动机模拟林火蔓延模型 243
5.4 元胞自动机与GIS 集成应用中的局限性 245
6 空间相互作用与位置一一分配模型掬 246
6.1 地理位置 246
6.2 空间优化模式的定义 247
6.3 空间优化模式的分类 248
6 4静态-离散空间优化模式的数学表达:线性规划 250
第十一章空间数据表现与地固制固 252
1.概述一一地理信息系统数据表现与地图学 252
1.1 构成地图学与地理信息系统的数学法则 253
1 2 地图学和地理信息系统的符号 253
1.3 地图学和地理信息系统的制图综合 254
2 地图的符号 255
2.1 地图符号的实质 255
2.2 地图符号的构成特点 256
2.3 地图上的注记 257
3 专题信息表现 259
3.1 专题地图的分类和内容 260
3.2 面状专题内容的表示方法 260
3.3 专题地图内容的表现手段 268
4 专题地图设计 270
4.1 图幅基本轮廓的设计 270
4.2 制图区域范围的确定 271
4.3 专题地图数学基础的设计 272
4.4 圄面设计 272
5 制图综合(制图概括) 273
5.1 制图综合的概念 273
5.2 影响制固综合的主要因素 273
5.3 制固综合的基本方法 276
6 地理信息的可视化 280
6.1 基本概念 280
6.2 地学可视化的类型 281
6.3 虚拟地理环境 284
6.4 地学可视化研究框架 285
第三篇地理信息系统应用技术
第十二章3S 集成技术 289
1.遥感筒介 289
2 全球定位系统简介 294
2.1 GPS 系统介绍 294
2.2 GPS 定位基本原理 294
2.3 GPS 误差和纠正 295
3 GIS 与遥感的集成及具体技术 296
4 GIS 与全球定位系统的集成及具体技术 297
5.3S 集成综述 298
第十三章网络地理信息系统 300
1.计算机网络技术 300
1.1 网络的基本概念 300
1.2 因特网(In忧met) 302
2 分布式地理信息系统 305
2.1 分布式系统和C/S 模型 305
2.2 网络地理信息系统的组合方式 306
2.3 网络地理信息系统的概念设计 308
3 WebGI&一一万维网地理信息系统 314
3.1 困特网和GIS 314
3.2 W，制览简介 315
3.3 WebGIS 的实现技术 316
第十四章地理信息系统应用实例 321
1.城市规划、建设管理 321
2 农业气候区划 324
2.1 项目背景与需求 324
2.2 农业气候区划信息系统(ACDIS) 系统结构及工作流程 324
2.3 35技术在项目中的应用 325
3 大气污染监测管理 327
4 道路交通管理 330
4.1 路廓设计 330
4.2 道路管理 330
4.3 流量和路径分析 331
5 地震灾害和损失估计 333
6 地貌 336
6.1 地貌信息的内涵、地貌系统的特点与分析方法 337
6.2 地貌信息系统 338
7 医疗卫生 339
7.1 GIS 与流行病研究 339
7.2 GIS 与医疗设施分布 341
7.3 联系流行病学与医疗实施规划一一空间决策支持系统 342
8 军事 342
8.1 国外军事地理信息系统(MGIS)现状343
8.2 国外军事应用系统示例 344
8.3 MGIS 的发展方向 345
第十五章地理信息系统应用项目组织和管理 346
1 GIS 应用项目简介 346
1.1 GIS 应用模式与分类 346
1.2 开发GIS 应用的方式 348
1.3 GIS 应用项目 349
2 应用项目策略性规划 350
3 应用项目合同 352
4 应用项目实施性规划一一软硬件配置 354
5 子项目划分和进度安排 355
5.1 划分子项目 356
5.2 进度安排的原则和表示方法 356
6 项目预算 358
6.1 项目预算的主要内容 358
6.2 项目预算的方法 358
7 人员管理 359
7.1 地理信息系统应用项目中的人员 359
7.2 对人员需求的了解一一进行管理的基础 361
7.3 人员的组织管理 362
8 开发和数据管理 362
8.1 软件开发管理 362
8.2 数据管理 363
9 项目控制与评估 365
10 软件研制和开发的质量管理一一对于GIS 软件开发组织的指导 366
10.1 1跚跚系列标准踊 366
10.2 软件过程改进的CMM 模型 367
第十六章地理信息系统软件工程技术 369
1.软件工程简介 369
1.1 基本概念 369
1.2 软件工程活动 370
1.3 结构化方法和面向对象方法 372
1.4 开发过程模型 374
2 GIS 领域的体系结构和构件 375
3 GIS 需求分析 377
3.1 GIS 需求获取 377
3.2 GIS 需求规约 378
4 数据管理设计 380
4.1 全部采用文件管理 380
4.2 文件结合关系数据库管理 381
4.3 全部采用关系数据库管理 381
4.4 采用面向对象数据库(OO-DBMS) 管理 382
5 界面设计 383
5.1 界面设计原则 383
5.2 GIS 界面设计中的要素 385
5.3 GIS 界面样式 387
6 GIS 中的设计模式 389
7 在GIS 项目中使用CASE 工具一一空间过程支持与空间数据配置管理 3归
第十七章地理信息系统标准 397
1.地理信息系统标准简介 397
2 ISα冗211 地理信息标准 397
3 开放的地理数据互操作规范一-0阳GIS 403
第十八章地理信息系统和社会 408
1 GIS 的社会化 408
1.1 实验室的GIS 到社会化的GIS 408
1.2 GIS 社会化的影响 409
2 GIS 社会化的其他问题 410
2.1 产业 410
2.2 政策 412
2.3 法律 413
2.4 教育和评估认证 415
3 社会对GIS 发展的影响 418
第十九章地球信息科学和数字地球 420
1.地球信息科学 420
1.1 几个相关概念 420
1 2 地球信息科学的研究内容 422
2 数字地球的产生背景以及其概念 422
3 数字地球核心技术综述 427
4 国家信息基础设施和国家空间数据基础设施 429
4.1 国家信息基础设施 429
4.2 国家空间数据基础设施 430
附录- GIS 的计算机基础 432
1.计算机组成原理 432
1.1 计算机发展历史和展望 432
1 2 计算机的基本组成 433
1 3 存储系统 435
1 4 输入/输出系统 436
1 5 计算机系统性能 441
2 数据库系统基础 441
2.1 数据库的基本概念 442
2.2 数据库的数据模型 443
2.3 数据库管理系统 447
3 数据结构和算法 448
3.1 数据结构的概念 448
3.2 两种重要的数据一一树和图 450
3.3 算法 452
附录二GIS 工具软件介绍 454
1 ESRI 产品系列 454
2 Intergraph 产品系列 456
3 Mapinfo 产品系列 458
4 国产αs 软件 459
4.1 MapGIS 459
4.2 Geostar 460
4.6 Citystar 460
参考文献 462
1.书 462
2.标准和规范 464
3.杂志 464
4.Website 464
5.论文 465