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译者序 1

前言 1

第1章绪论 1

1.1 什么是地理信息系统 1

目录 1

注释栏1.1地理信息系统产业中的战略伙伴关系 2

注释栏1.2地理信息系统与其他技术相结合的应用实例 3

1.1.1空间数据 3

1.1.2属性数据 5

1.2地理信息系统操作 5

1.2.1空间数据输入 6

1.2.4数据探查 7

1.2.2属性数据管理 7

1.2.3数据显示 7

1.2.5数据分析 8

1.2.6地理信息系统建模 9

1.3本书的结构 9

1.4概念与实践 10

重要概念和术语 11

应用：入门 12

习作1 Arc View入门 12

习作2 ARC/INFO入门 13

参考文献 13

2.2地理格网 15

2.1 引言 15

第2章地图投影和坐标系统 15

2.3地图投影 17

注释栏2.1如何在球面上量算距离 17

2.3.1常用的地图投影 20

2.3.2基准面 21

2.4 坐标系 23

2.4.1通用横轴墨卡托格网系统 23

2.4.2通用极射格网系统 24

2.4.3国家平面坐标系统 24

2.4.4公用土地调查系统 25

2.5 在ArcView中进行投影 25

注释栏2.2爱达荷州域横轴墨卡托坐标系参数 25

重要概念和术语 26

应用：地图投影和坐标系 27

习作1 使用Arc View中的Projection 27

习作2 从文本文件创建shapefile，并用Arc View的Projection Utility对其进行投影 28

习作3 用ArcView的Projection Utility对shapefile重新投影 29

参考文献 30

第3章矢量数据模型 31

3.1 引言 31

3.2矢量数据的表示 32

3.2.1几何对象 32

3.2.2拓扑关系 33

注释栏3.1邻接和关联 34

3.3拓扑数据结构 35

注释栏3.2拓扑与非拓扑 38

3.5高级对象 38

3.4非拓扑关系的矢量数据 38

3.5.1不规则三角网 39

3.5.2区域 40

注释栏3.3一个基于区域的火情图层 42

3.5.3动态分段 43

3.6面向对象的数据模型 44

3.6.1对象的结构方面 45

3.6.2对象的行为方面 45

3.6.3面向对象数据模型在地理信息系统中的应用 45

3.7.1地图比例尺、空间分辨率和空间数据准确度 46

注释栏3.4面向对象的用户界面和编程 46

3.7空间数据概念 46

注释栏3.5地图精度标准 47

3.7.2定位准确性和拓扑准确性 47

3.7.3定位数据的准确度和精确度 47

重要概念和术语 48

应用：矢量数据模型 48

习作1 ARC/INFO的图层和shapefile的数据文件结构 49

习作2用ArcView作不规则三角网、区域和动态分段 49

习作3 用ARC/INFO作不规则三角网、区域和动态分段 50

参考文献 52

4.2现有的地理信息系统数据 54

4.1 引言 54

第4章矢量数据输入 54

4.2.1公共数据 55

4.2.2私人公司的地理信息系统数据 56

4.3元数据 56

4.4现有数据的转换 57

4.4.1直接转换 57

4.4.2中性格式 58

4.5创建新数据 58

4.5.1遥感数据 59

4.5.2全球定位系统数据 59

注释栏4.1全球定位系统数据的一个实例 60

4.5.3数字化仪数字化 61

4.5.4扫描 64

4.5.5屏幕数字化 66

4.5.6源地图的重要性 67

4.6几何变换 67

4.6.1仿射变换 69

注释栏4.2变换系数的估算 71

4.6.2变换系数的几何解释 71

注释栏4.3 由ARC/INFO的TRANSFORM命令得到的结果 72

4.6.3均方根误差 72

注释栏4.4 由ARC/INFO的TRANSFORM命令得到的均方根报告 72

重要概念和术语 74

习作2用ArcView作屏幕数字化 75

9.6.3地图比较 1 75

习作1 从互联网上下载数字地图 75

应用：矢量数据输入 75

习作3在ArcView中增加事件专题 77

习作4在ArcView中读．dgn文件 78

习作5用扫描输入空间数据 78

习作6 在ARC/INFO中对新的数字化地图使用TRANSFORM命令 79

参考文献 81

5.2数字化错误类型 82

5.2.1定位错误 82

5.1 引言 82

第5章空间数据编辑 82

5.2.2拓扑错误 83

5.3拓扑与非拓扑编辑 85

注释栏5.1用于拓扑编辑的地理信息系统软件包 85

5.4拓扑编辑 86

5.4.1概述 86

5.4.2订正数字化错误 86

注释栏5.2 CLEAN中的默认参数值 87

注释栏5.3未能分类的错误 89

5.5边缘匹配 90

注释栏5.4 ArcView中的合并 90

5.6非拓扑编辑 91

5.6.1删除、移动、剪切和粘贴 91

5.6.2整形 91

10.5.1用ArcView作地图操作 1 92

5.6.3分割和合并 93

5.6.4多边形要素的处理 94

5.7其他类型地图要素的处理 94

5.7.1线条的简化、加密和平滑 94

5.7.2地图要素从一幅地图到另一幅地图的传递 95

重要概念和术语 96

习作1 在ARC/INFO中订正拓扑错误 97

应用：空间数据编辑 97

习作2边缘匹配／地图拼接／融合 98

习作3用ArcView编辑空间数据 100

参考文献 102

第6章属性数据的输入与管理 103

6.1 引言 103

6.2.1属性数据与空间数据的关联 103

6.2地理信息系统中的属性数据 103

6.2.2属性数据的类型 105

6.3关系数据库模型 105

6.3.1 MUIR：关系数据库举例 107

6.3.2正规化 107

6.3.3关系类型 110

6.3.5 用ARC/INFO管理属性数据 112

6.4.1字段定义 112

6.3.4用ArcView管理属性数据 112

6.4属性数据输入 112

6.4.2数据输入方法 113

6.5属性数据校核 113

6.6.1属性数据分类 114

6.6.2属性数据计算 114

6.6 由现有数据生成新的属性数据 114

重要概念与术语 115

应用：属性数据输入与管理 115

习作1 在Arc View中输入属性数据 116

习作2 Arc View中表格的关联 116

习作3 ArcView中表格的连接 117

习作4 ArcView中的属性数据分类 117

习作5属性数据的计算 118

参考文献 118

第7章栅格数据 120

7.1 引言 120

7.2栅格数据模型要素 120

注释栏7.1决定分类单元格数值的规则 121

7.3栅格数据类型 122

7.3.1卫星影像 122

注释栏7.2 7.5分数字高程模型中的非数据之破碎多边形 123

7.3.2数字高程模型 123

7.3.3数字正射影像 124

7.3.7特定地理信息系统软件的栅格数据 125

7.3.6图形文件 125

7.3.4二进制扫描文件 125

7.3.5数字栅格图形 125

7.4栅格数据结构、压缩和文件 126

7.4.1数据结构 126

7.4.2数据压缩 128

7.5栅格数据的投影与几何变换 129

7.4.3栅格数据文件 129

7.6数据转换 131

7.7栅格数据与矢量数据的综合 132

注释栏7.3矢量数据与遥感影像的链接 132

重要概念与术语 133

习作1 在ArcView中看USGS数字高程模型数据 134

习作2 在ArcView中看卫星影像 134

应用：栅格数据 134

参考文献 135

习作3从矢量到栅格的转换 135

第8章数据显示与地图制图 137

8.1 引言 137

8.2地图符号系统 138

8.2.1空间要素与地图符号 138

8.2.2色彩的运用 139

8.3地图的种类 140

注释栏8.1点描法地图上点的定位 141

注释栏8.2绝对值和派生值制图 142

8.4地图注记 142

注释栏8.3有关字体变化的术语 142

8.4.1字体的变化 142

8.4.2字体变化的选择 143

8.4.3文字注记的摆放 144

8.5地图设计 147

8.5.1版面布局 147

8.5.2视觉层次 149

8.6软拷贝地图与硬拷贝地图 152

重要概念和术语 153

应用：数据显示和地图制图 154

习作1制作一幅等值区域图 155

习作2分级符号、线状符号和注记设计 156

习作3文字注记的标注 158

参考文献 159

第9章数据探查 161

9.1 引言 161

9.2交互式数据探查 161

9.3矢量数据查询 162

9.3.1属性数据查询 162

注释栏9.1 ARC/INFO中的查询操作 164

注释栏9.2结构化查询语言语句的更多例子 167

9.3.2空间数据查询 168

注释栏9.3 ArcView中空间关系的表达 169

9.4栅格数据查询 170

9.4.1 由单元值查询 170

9.6地理可视化 171

9.6.1数据分类 171

9.5统计图 171

9.4.2用图形方法查询 171

注释栏9.4数据分类方法 172

9.6.2空间集合 173

重要概念和术语 176

应用：数据探查 177

习作1 ArcView中的数据探查综览 177

习作2属性数据查询 178

习作3关系数据库查询 179

习作4空间数据与属性数据的组合查询 180

习作5栅格数据查询 181

参考文献 182

第10章矢量数据分析 183

10.1 引言 183

10.2缓冲 183

10.3地图叠加 185

10.3.1要素类型与地图叠加 186

10.3.2地图叠加方法 187

注释栏10.1地图叠加方法 187

注释栏10.2用ArcView作地图叠加操作 189

10.3.3破碎多边形 189

10.4距离量测 191

10.3.4地图叠加中的误差传递 191

10.5地图操作 192

10.5.2 ARC/INFO中的地图叠加操作 193

重要概念和术语 195

应用：矢量数据分析 195

习作1 缓冲、叠加和Avenue Script的应用 196

习作2距离量测 197

参考文献 197

第11章栅格数据分析 199

11.1 引言 199

11.2数据分析环境 199

11.3.1单一格网的局部运算 200

11.3局部运算 200

注释栏11.1如何制作掩模格网 200

11.3.2多个格网的局部运算 201

11.3.3 ArcView中的局部运算 201

11.3.4局部运算的应用 202

11.4邻域运算 203

11.4.1 ArcView中的邻域运算 203

11.4.2邻域运算的应用 203

11.5分带运算 205

11.5.1 ArcView中的分带运算 206

11.5.2分带运算的应用 206

注释栏11.2 在ARC/INFO GRID中计算区域圆度 207

11.6距离量测运算 207

11.6.2成本距离量测运算 208

11.6.1 自然距离量测运算 208

注释栏11.3用于管线选址分析的成本格网 209

注释栏11.4最小累积成本格网的生成 211

11.6.3 ArcView中的距离量测运算 212

11.6.4距离量测运算的应用 212

11.7空间自相关 213

重要概念和术语 215

应用：栅格数据分析 215

习作1局部和邻域运算 215

习作2分带运算 216

习作3 自然距离量测 216

习作4最小累积成本距离示例 217

参考文献 218

第12章地形制图与分析 220

12.1 引言 220

注释栏12.1地理信息系统软件包中的地形分析功能概览 220

12.2用于地形制图和分析的数据 220

12.2.1数字高程模型 220

12.2.2不规则三角网 221

12.3地形制图 223

12.3.1等高线法 223

注释栏12.2等高线 223

12.3.2垂直剖面法 224

12.3.3地貌晕渲法 225

12.3.4分层设色法 226

12.3.5透视图法 226

注释栏12.3计算相对辐射的实例 226

12.4地形分析 228

12.4.1坡度和坡向 228

注释栏12.4利用格网计算坡度和坡向的实例 231

注释栏12.5利用不规则三角网计算坡度和坡向的实例 232

12.4.2表面曲率 233

注释栏12.6计算表面曲率的实例 233

12.4.3视域分析 234

12.4.4流域分析 235

12.5格网和不规则三角网的比较 235

注释栏12.7 ARC/INFO和ArcView中的不规则三角网 236

重要概念和术语 237

习作1 利用数字高程模型进行地形制图与分析 238

应用：地形制图与分析 238

习作2视域分析 241

习作3 ArcView中不规则三角网的建立和显示 241

习作4 ARC/INFO中不规则三角网的建立和显示 242

参考文献 243

第13章空间插值 245

13.1 引言 245

注释栏13.1地理信息系统软件包中的空间插值概览 245

13.2控制点 246

13.3全局方法 247

13.3.1趋势面分析 247

注释栏13.2趋势面分析的例子 248

13.3.2回归模型 249

注释栏13.3趋势面分析的Avenue程序脚本 250

1 3.4局部方法 250

13.3.3 ARC/INFO和ArcView中的全局方法 250

13.4.1泰森多边形 251

13.4.2密度估算 251

注释栏13.4核估算的例子 253

13.4.3反距离权重插值 254

注释栏13.5用反距离权重法估算的例子 254

13.4.4薄板样条函数法 255

注释栏13.6薄板样条函数法的例子 258

13.4.5克里金法 258

注释栏13.7用普通克里金法估算的例子 262

注释栏13.8通用克里金法估算的例子 264

13.4.6各种局部方法的比较 266

重要概念和术语 267

13.4.7 ARC/INFO和ArcView中的局部方法 267

应用：空间插值 268

习作1 用Avenue Script程序脚本进行趋势面分析 268

习作2核密度估算 269

习作3 用IDW进行空间插值 269

习作4两种薄板样条函数法的比较 270

习作5用Avenue Script程序脚本进行普通克里金法插值 271

参考文献 272

第14章地理信息系统模型与建模 274

14.1 引言 274

14.2地理信息系统建模 274

注释栏14.1查询或地图叠加 275

14.3二值模型 275

14.4指数模型 278

注释栏14.2 ArcView中的Model Builder 280

14.5回归模型 282

1 4.6过程模型 283

重要概念和术语 284

应用：地理信息系统建模 284

习作1建立基于矢量的二值模型 284

习作2建立基于栅格的二值模型 285

习作3建立基于矢量的指数模型 285

习作4建立基于栅格的指数模型 286

习作5用ModelBuilder建立基于栅格的指数模型 287

参考文献 288

15.2地理区域 291

15.2.1均匀区域 291

1 5.1 引言 291

第15章区域 291

15.2.2等级区域 292

15.3区域数据模型的应用 293

15.3.1创建地理区域 293

15.3.2在地理信息系统分析中合并空间尺度 293

注释栏15.1地图比例尺和空间尺度 294

15.4创建区域 295

注释栏15.2 Shapefiles文件与区域 295

15.4.1交互式创建区域 296

15.4.2由数据转换创建区域 298

注释栏15.3将现有弧段转换成区域 299

15.4.3用关联表创建区域 299

1 5.7基于区域的查询和叠加 302

15.6用区域管理属性数据 302

1 5.5淘汰或转换区域 302

15.4.4用基于区域的命令创建区域 302

注释栏15.4用逻辑表达式选择区域 304

15.8 ARC/INFO中基于区域的工具 304

重要概念和术语 307

应用：区域 307

习作1 在ArcView中显示和查询区域 307

习作2 在ARC/INFO中由现有多边形创建区域 308

习作3用基于区域的命令创建区域 308

习作4区域叠加制表 310

习作5完成基于区域的叠加 310

参考文献 311

16.2 网络 313

16.2.1链路阻抗 313

16.1 引言 313

第16章网络和动态分段 313

16.2.2转弯阻抗 314

16.2.3单行道或封闭的街道 314

16.2.4天桥和地下通道 315

16.2.5建立街道网络 315

注释栏16.1转弯角 317

16.3 网络应用 318

16.3.1最短路径分析 318

16.3.2最近设施 320

16.3.3配置 320

16.3.4定位与配置 321

注释栏16.2线性定位参照系统 326

16.4动态分段 326

16.3.5城市交通规划模型 326

16.4.1在新弧段上建立路径 327

16.4.2在现有弧段上建立路径 327

16.4.3建立不同类型的路径 328

16.4.4用Measured Polyline Shapefiles建立路径 329

16.5 事件表 330

16.5.1用点或多边形图层制备事件表 330

16.5.2以INFO文件制备事件表 334

16.6动态分段的应用 337

16.6.1用事件进行数据查询 337

16.6.2用事件和路径进行数据分析 337

重要概念和术语 337

习作1查找最佳路径 338

应用：网络和动态分段 338

习作2查找最近设施 339

习作3查找服务范围 340

习作4 在ArcView中显示道路系统的点事件 340

习作5 在ARC/INFO中创建自行车路径 341

参考文献 342

附录A国外出版的地理信息系统教材目录 343

附录B国外地理信息系统期刊杂志目录 345

附录C美国现有州级GIS数据网站网址 346

附录D蒙大拿州各县大城市地图元数据 349

附录E常用换算关系 354

附录F UTM（通用横轴麦卡托）分带 355

附录G美国1983年的国家平面坐标系统（SPCS） 356