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目录 1

前言 1

第1章　地理空间数据分析与GIS 1

1.1　地理空间数据处理与建模 1

1.1.1　数量地理学 2

1.1.2　地理信息系统 5

1.1.3　地理计算 7

1.2　地理空间数据挖掘 9

1.2.1　地理空间数据挖掘概述 9

1.2.2　地理空间数据立方体 11

1.2.3　联机分析处理技术 13

1.2.4　地理空间数据挖掘典型方法 14

1.3　GIS环境下的空间分析 19

1.3.1　空间分析概念 19

1.3.2　空间分析的萌芽与发展 20

1.3.3　GIS与空间分析 21

1.3.4　GIS环境下空间分析框架 23

第2章　GIS空间分析基础 29

2.1　空间与地理空间 29

2.1.1　空间的概念 29

2.1.2　地理空间 32

2.1.3　地理空间的抽象 34

2.2　地理空间参考系统 34

2.2.1　地理空间坐标系统 35

2.2.2　地图投影 41

2.2.3　地理网格 43

2.3　地理空间数据特征 51

2.3.1　时空特征 51

2.3.2　多维结构 52

2.3.3　多尺度性 52

2.4　地理空间问题 53

2.3.5　海量性特征 53

2.3.4　不确定性 53

2.4.1　空间分布与格局 54

2.4.2　资源配置与规划 55

2.4.3　空间关系与影响 56

2.4.4　空间动态与过程 56

第3章　空间量测与计算 59

3.1　空间量测尺度 59

3.1.1　空间维与空间量测关系 59

3.1.2　几何数据的量测尺度 64

3.1.3　属性数据的量测尺度 65

3.2.1　位置量测 67

3.2　基本几何参数量测 67

3.2.2　中心量测 69

3.2.3　重心量测 69

3.2.4　长度量测 70

3.2.5　面积量测 76

3.2.6　体积量测 77

3.3　地理空间目标形态量测 78

3.3.1　线状地物 78

3.3.2　面状地物 79

3.4.1　空间分布类型 80

3.4　空间分布计算与分析 80

3.4.2　点模式的空间分布 82

3.4.3　线模式的空间分布 84

3.4.4　区域模式的空间分布 87

第4章　空间表达变换分析 90

4.1　空间表达 90

4.1.1　客观世界的抽象 90

4.1.2　地理空间表达的形式 91

4.1.3　空间表达的地理意义 93

4.2　空间数据格式转换 94

4.2.1　空间数据格式转换的意义 94

4.2.2　空间数据格式类型 95

4.2.3　空间数据格式转换方法 97

4.3　地理空间坐标转换 103

4.3.1　地理空间坐标转换的意义 103

4.3.2　地理空间坐标转换的方法 104

4.4　空间尺度变换 110

4.4.1　尺度与地理特征抽象 110

4.4.2　尺度变换方法 113

4.4.3　无级比例尺变换 116

4.5　图形变换 119

4.5.1　常见图形表达形式 120

4.5.2　图形量度变换 121

4.5.3　图形结构变换 122

4.5.4　图形表示方法变换 123

第5章　空间几何关系分析 125

5.1　邻近度分析 125

5.1.1　缓冲区分析 125

5.1.2　泰森多边形分析 134

5.2　叠加分析 138

5.2.1　叠加分析概述 138

5.2.2　空间要素图形叠加 139

5.2.3　空间要素属性叠加 141

5.3　网络分析 148

5.3.1　网络分析概述 149

5.3.2　最佳路径分析 154

5.3.3　连通分析 158

5.3.4　资源分配 162

5.3.5　流分析 171

5.3.6　动态分段技术 176

5.3.7　地址匹配 181

第6章　空间统计学分析 185

6.1　空间统计分析方法的基本原理 185

6.1.1　空间统计分析的概念 185

6.1.2　空间统计分析中的理论假设 186

6.2.2　空间自相关分析方法 189

6.2.1　空间自相关理论 189

6.2　空间自相关 189

6.3　空间局部估计 194

6.3.1　半变异函数分析 195

6.3.2　克里格插值法概述 199

6.3.3　常见克里格模型 200

6.3.4　克里格模型应用条件 205

6.3.5　普通克里格插值法运用实例 206

6.4　确定性插值法 209

6.4.1　反距离加权插值法 210

6.4.2　全局多项式内插法 211

6.4.3　局部多项式插值法 212

6.4.4　径向基函数插值法 213

6.5　探索性空间数据分析 214

6.5.1　探索性空间数据分析的基本理论 214

6.5.2　探索性空间数据分析的数学方法 217

6.5.3　探索性空间数据分析的应用 221

第7章　三维分析 224

7.1　三维景观建模 224

7.1.1　体模型数据结构 224

7.1.2　面模型数据结构 227

7.1.3　混合模型数据结构 228

7.1.4　DTM与DEM 231

7.2　三维数据的可视化表达 233

7.2.1　创建三维可视化场景的工具 233

7.2.2　创建三维可视化场景的技术 236

7.2.3　地形飞行与漫游 238

7.3　三维景观分析 239

7.3.1　空间查询 239

7.3.2　地形表面属性计算 241

7.3.3　等值线生成 245

7.3.4　山体阴影创建 247

7.3.5　专题栅格图分析 247

7.3.6　剖面线绘制 248

7.3.7　通视分析 249

7.3.8　流域分析 251

7.4　真三维GIS显示与分析 253

7.4.1　地表椭球面DTM 253

7.4.2　三维地层模型 256

第8章　地理网格计算 259

8.1　网格计算概述 259

8.1.1　网格计算的特点 259

8.1.2　网格体系结构 260

8.1.3　网格计算的发展及应用 265

8.1.4　网格计算与GIS空间分析 268

8.2.2　网格GIS的体系结构 269

8.2　网格GIS 269

8.2.1　网格GIS的特点 269

8.2.3　面向服务的网格GIS 272

8.3　网格GIS关键技术 277

8.3.1　中间件技术 277

8.3.2　Web Service平台 280

8.3.3　GML地理标识语言 282

第9章　智能化空间分析 284

9.1　空间分析智能化 284

9.1.1　地理空间数据的不确定性 284

9.1.2　智能化空间分析技术 288

9.2.1　人工智能技术的产生与发展 289

9.2　智能计算技术 289

9.2.2　智能计算技术的概念 292

9.2.3　智能计算技术的特点及组成 293

9.3　模糊地理空间数据分析 295

9.3.1　模糊集合与模糊逻辑 295

9.3.2　模糊空间信息的表达与度量 297

9.3.3　模糊拓扑关系模型 301

9.3.4　模糊查询 303

9.3.5　模糊叠加 305

9.4.1　复杂地理问题的研究方法 306

9.4　基于人工神经网络的地理空间问题模拟 306

9.4.2　人工神经网络模型 307

9.4.3　基于人工神经网络的地理空间模型 308

9.5　基于遗传算法的地理空间问题分析 312

9.5.1　遗传算法 312

9.5.2　基于遗传算法的地理空间问题模拟与求解 314

9.6　空间决策支持系统 316

9.6.1　空间决策支持系统概念 317

9.6.2　空间决策分析 317

9.6.3　GIS与专业模型集成分析 320

参考文献 324