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第1章 绪论 1

1.1 地理信息系统概述 1

1.1.1 地理信息系统 1

1.1.2 地理空间信息与特征 3

1.1.3 地理信息系统与任务 4

1.1.4 地理信息系统应用 5

1.2 GIS与相关学科、技术的关系 7

1.2.1 地理信息系统与数据库管理系统 7

1.2.2 地理信息系统与地图学 8

1.2.3 地理信息系统与机助制图 9

1.2.4 地理信息系统与计算机辅助设计 9

1.3 地理信息系统组成与开发 9

1.3.1 地理信息系统硬件配置 10

1.3.2 地理信息系统软件构成 14

1.3.3 地理信息系统开发与实施 16

1.4 地理信息系统发展 18

1.4.1 国外地理信息系统发展现状 18

1.4.2 国内地理信息系统发展现状 19

1.4.3 地理信息系统发展趋势 20

习题与思考题 25

第2章 空间数据获取 26

2.1 概述 26

2.1.1 空间数据来源 26

2.1.2 空间数据输入 26

2.1.3 空间数据质量 28

2.2 地面测量与地图数字化 29

2.2.1 野外测量与调查 29

2.2.2 地面数字测图 29

2.2.3 地图数字化 32

2.3 摄影测量 32

2.3.1 立体摄影测量 32

2.3.2 摄影测量构像方程 33

2.3.3 地面点坐标解算 34

2.3.4 阵列CCD立体摄影测量 35

2.4 合成孔径雷达干涉测量 37

2.4.1 SAR影像地形测量 37

2.4.2 SAR干涉测量方法 38

2.5 机载激光雷达测量 39

2.5.1 机载激光雷达与三维测量 39

2.5.2 机载激光雷达测量点位坐标 41

习题与思考题 42

第3章 空间数据结构 43

3.1 空间对象与关系 43

3.1.1 空间对象定义 43

3.1.2 空间对象关系 47

3.2 矢量数据结构 48

3.2.1 无拓扑矢量结构 48

3.2.2 拓扑矢量结构 50

3.3 栅格数据结构 53

3.3.1 数据结构 55

3.3.2 栅格数据压缩编码 56

3.4 DEM数据结构 59

3.4.1 DEM概述 59

3.4.2 格网 59

3.4.3 不规则三角网 60

习题与思考题 62

第4章 空间数据管理 63

4.1 概述 63

4.1.1 空间数据管理特点 63

4.1.2 空间数据管理的发展 64

4.2 空间数据文件 64

4.2.1 空间数据文件特点 64

4.2.2 空间数据文件的数据组织 65

4.3 数据库模型 66

4.3.1 层次模型 67

4.3.2 网络模型 68

4.3.3 关系模型 68

4.4 文件与数据库混合模式 70

4.5 空间数据库 70

4.5.1 空间数据库特点 71

4.5.2 空间数据库中数据组织 71

习题与思考题 72

第5章 空间数据处理 73

5.1 空间数据编辑 73

5.1.1 图形数据编辑 73

5.1.2 属性数据编辑 75

5.1.3 图幅拼接 76

5.2 空间拓扑关系与建立 76

5.2.1 空间拓扑关系概述 76

5.2.2 点线拓扑关系建立 77

5.2.3 多边形拓扑关系建立 78

5.2.4 拓扑关系自动建立流程 79

5.3 几何变换 80

5.3.1 相似变换 80

5.3.2 仿射变换 80

5.3.3 二次多项式变换 81

5.4 投影变换 81

5.4.1 地图投影基本问题 81

5.4.2 地图投影类型 82

5.4.3 高斯-克吕格投影 84

5.4.4 正轴圆锥投影 86

5.5 矢量、栅格数据相互转换 87

5.5.1 矢量数据转换为栅格数据 87

5.5.2 栅格数据转换为矢量数据 88

习题与思考题 88

第6章 空间数据查询与分析 89

6.1 空间数据查询 89

6.1.1 空间位置查询 89

6.1.2 空间关系查询 90

6.1.3 属性查询 93

6.2 空间数据分析 94

6.2.1 空间数据计算 94

6.2.2 空间统计分析 96

6.2.3 空间数据回归分析 98

6.3 空间叠加分析 100

6.3.1 矢量图层叠加分析 100

6.3.2 栅格图层叠加分析 101

6.4 缓冲区分析 103

6.4.1 矢量数据缓冲区分析 103

6.4.2 栅格数据缓冲区分析 104

6.5 网络分析 105

6.5.1 网络分析基础 105

6.5.2 网络分析方法 106

6.5.3 最短路径分析 106

习题与思考题 108

第7章 空间数据可视化 109

7.1 概述 109

7.2 地图可视化表达 111

7.2.1 纸质地图 111

7.2.2 电子地图 111

7.2.3 专题地图 112

7.3 地图符号及符号库 116

7.3.1 地图符号 116

7.3.2 地图符号库 119

7.4 三维可视化 121

习题与思考题 123

第8章 空间数据质量 124

8.1 空间数据质量概述 124

8.1.1 空间数据误差 124

8.1.2 空间数据不确定性 125

8.1.3 空间数据质量描述 126

8.1.4 广义数据质量 127

8.2 空间数据质量评价 127

8.2.1 空间数据质量评价模型 127

8.2.2 数据质量描述指标定义 128

8.2.3 数据质量描述指标度量 129

8.3 空间数据质量评价 130

8.3.1 模糊综合评价法 130

8.3.2 加权平均法 131

8.3.3 缺陷扣分法 132

8.4 空间数据质量管理 133

8.4.1 数据质量控制 133

8.4.2 数据质量改善 133

8.4.3 数据质量管理体系 133

习题与思考题 134

第9章 ArcGIS应用基础 135

9.1 ArcGIS 9概述 135

9.1.1 ArcGIS 9软件特色 135

9.1.2 ArcGIS 9.3体系结构 137

9.1.3 ArcGIS 9.3新特性 138

9.2 ArcMap应用基础 140

9.2.1 ArcMap界面 140

9.2.2 ArcMap图层管理 143

9.3 ArcCatalog应用基础 147

9.3.1 ArcCatalog数据组织与管理 148

9.3.2 ArcCatalog目录树 149

9.3.3 空间数据浏览 150

9.3.4 空间数据库建立 152

9.4 GeoProcessing空间处理 157

9.4.1 GeoProcessing概述 157

9.4.2 ArcToolBox 157

9.4.3 ModelBuilder 159

习题与思考题 160

第10章 地理信息系统工程与应用 161

10.1 地理信息系统工程概述 161

10.2 地理信息系统工程设计 162

10.2.1 总体设计 162

10.2.2 界面设计 162

10.2.3 数据库设计 164

10.2.4 系统详细设计 165

10.3 地理信息系统工程开发 166

10.3.1 工程开发概述 166

10.3.2 组件式GIS开发 167

10.4 地理信息系统工程应用实例 168

10.4.1 需求调研 169

10.4.2 总体设计 172

10.4.3 功能设计 175

10.4.4 数据库设计 175

10.4.5 系统详细设计 176

习题与思考题 180

主要参考文献 181