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第1章 绪论 1

1.1 GIS的基本概念 1

1.1.1 地理信息 1

1.1.2 地理信息系统 1

1.2 GIS的体系结构环境 3

1.2.1 硬件环境 3

1.2.2 软件环境 4

1.2.3 网络环境 4

1.2.4 空间数据 5

1.2.5 模型方法 6

1.2.6 人员 6

1.3 GIS的分类 6

1.3.1 使用人员 7

1.3.2 数据结构 7

1.3.3 空间维数 7

1.3.4 运行环境和方式 8

1.4 GIS的功能与应用 9

1.4.1 GIS的功能 9

1.4.2 GIS的应用 9

1.5 GIS的研究内容及相关学科 11

1.5.1 GIS的研究内容 11

1.5.2 GIS的相关学科 11

1.6 GIS的发展与云GIS 12

1.6.1 GIS的发展 12

1.6.2 云GIS 13

练习题 14

第2章 GIS数据结构 16

2.1 概述 16

2.2 地理要素及其描述 16

2.2.1 地理要素 16

2.2.2 空间数据 17

2.2.3 空间关系 18

2.3 矢量数据结构 21

2.3.1 组织方式 22

2.3.2 无拓扑关系的编码 23

2.3.3 有拓扑关系的编码 25

2.4 栅格数据结构 30

2.4.1 组织方式 31

2.4.2 无压缩编码 34

2.4.3 压缩编码 35

2.5 空间数据结构比较 38

2.6 TIN数据结构 39

2.7 三维数据结构 40

练习题 41

第3章 GIS数据获取与处理 44

3.1 概述 44

3.1.1 GIS数据源种类 44

3.1.2 GIS数据获取的工作内容 45

3.2 空间数据获取 46

3.2.1 几何图形数据的获取 47

3.2.2 属性数据的获取 52

3.3 空间数据编辑 55

3.3.1 几何图形数据编辑 55

3.3.2 属性数据编辑 56

3.3.3 图幅拼接 57

3.4 拓扑关系的建立与编辑 59

3.4.1 点线拓扑关系的建立 59

3.4.2 多边形拓扑关系的建立 59

3.4.3 网络拓扑关系的编辑 61

3.5 空间数据转换 61

3.5.1 矢量数据转换为栅格数据 61

3.5.2 栅格数据转换为矢量数据 62

练习题 62

第4章 GIS数据存储与管理 64

4.1 概述 64

4.2 数据库 64

4.2.1 数据库定义 64

4.2.2 数据库特征 65

4.2.3 数据组织方式 66

4.2.4 数据间的逻辑联系 67

4.2.5 数据模型 68

4.3 空间数据库 72

4.4 空间数据管理 72

4.4.1 矢量数据的管理 73

4.4.2 栅格数据的管理 74

4.5 空间数据库的数据查询 74

练习题 75

第5章 GIS空间分析原理与方法 77

5.1 基本空间分析方法 77

5.1.1 空间叠合分析 77

5.1.2 空间缓冲区分析 83

5.1.3 数字地形分析 85

5.1.4 空间网络分析 94

5.2 其他空间分析方法 98

5.2.1 空间量算 98

5.2.2 空间分类 100

5.2.3 空间统计 102

5.3 空间数据查询 102

5.3.1 空间数据查询概述 103

5.3.2 属性查询 103

5.3.3 图形查询 105

练习题 107

第6章 GIS应用与服务 109

6.1 成熟平台的专业应用与服务 109

6.1.1 GIS需求 109

6.1.2 基础平台选择 109

6.1.3 数据采集与处理 110

6.1.4 空间分析 110

6.1.5 产品输出与显示 110

6.2 新开发平台的专业应用与服务 123

6.2.1 GIS开发模式 123

6.2.2 可行性研究 124

6.2.3 开发模式和平台选择 125

6.2.4 系统设计 125

6.2.5 详细设计 125

6.2.6 系统开发 126

6.2.7 系统运行和维护 126

6.3 GIS大众应用与服务 126

6.3.1 Web GIS应用与服务 127

6.3.2 Mobile GIS应用与服务 130

练习题 132

第7章 地下管线GIS开发与应用 133

7.1 系统目标和特性 133

7.1.1 系统目标 133

7.1.2 系统特性 133

7.2 可行性论证 134

7.3 需求调查与分析 135

7.3.1 需求调查 135

7.3.2 需求分析 135

7.4 系统设计 136

7.4.1 系统运行环境 136

7.4.2 系统总体设计 136

7.4.3 系统详细设计 137

7.4.4 数据库设计 138

7.5 数据获取与处理 140

7.5.1 数据获取与输入 140

7.5.2 数据处理 142

7.6 系统开发与实现 145

7.7 系统检核测试与验收 146

7.7.1 测量精度检核 147

7.7.2 系统运行测试 148

7.7.3 验收 149

练习题 149

第8章 水科学中GIS的应用 150

8.1 概述 150

8.2 水利工程与GIS 150

8.2.1 水工建设与GIS 150

8.2.2 防灾减灾与GIS 152

8.3 水文水资源与GIS 155

8.3.1 水文学与GIS 155

8.3.2 水资源与GIS 156

8.4 水环境与GIS 158

8.5 水土流失与GIS 159

8.5.1 RUSLE侵蚀模型介绍 159

8.5.2 数据收集 161

8.5.3 GIS建模 162

8.5.4 模型界面设置 165

练习题 167

第9章 土木工程中GIS的应用 168

9.1 概述 168

9.2 岩土工程与GIS 168

9.2.1 工程地质勘察 168

9.2.2 岩土工程制图 169

9.2.3 土方量计算 170

9.3 管理设计与GIS 171

9.3.1 辅助管理 171

9.3.2 道路设计 172

9.4 工程灾害监测与GIS 172

9.4.1 地震危害性分析及损失评估 172

9.4.2 沉降监测 173

9.5 GIS挖填方计算案例 173

9.5.1 数据采集 173

9.5.2 生成数字高程模型 176

9.5.3 填挖方量计算 177

练习题 178

第10章 环境工程中GIS的应用 179

10.1 概述 179

10.2 水体环境与GIS 179

10.2.1 水污染控制 179

10.2.2 水体非点源污染 180

10.2.3 水质模型 181

10.3 大气环境与GIS 182

10.3.1 大气污染控制管理 182

10.3.2 大气污染扩散空间分析 183

10.4 生态环境与GIS 184

10.4.1 系统开发基础 184

10.4.2 总体设计 184

10.4.3 详细设计 184

10.4.4 数据库管理系统设计 187

10.4.5 系统实现 187

练习题 187

第11章 海洋港口海岸工程中GIS的应用 188

11.1 概述 188

11.2 海洋工程与GIS 188

11.2.1 海洋水文 188

11.2.2 海洋污染 189

11.2.3 海洋运输 190

11.2.4 海洋地质 190

11.2.5 海洋渔业 191

11.2.6 海洋环境 191

11.3 港口工程与GIS 192

11.3.1 港口规划建设管理 192

11.3.2 港口物流管理 193

11.3.3 港口航道管理 193

11.4 海岸工程与GIS 194

11.4.1 海岸环境调查与动态监测 194

11.4.2 海岸地形测量与显示 195

11.5 海岸GIS设计与实现 195

11.5.1 建设海岸GIS的必要性 195

11.5.2 需求分析 196

11.5.3 系统建设目标 196

11.5.4 系统结构设计 197

11.5.5 系统数据库设计 197

11.5.6 系统功能设计 198

11.5.7 系统实现 198

练习题 199

参考文献 200