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第1章 绪论 1

1.1 什么是GIS 1

1.2 GIS功能与组成 3

1.2.1 GIS的功能 3

1.2.2 GIS的构成 5

1.3 GIS的发展与应用 6

1.3.1 GIS的发展历程 6

1.3.2 GIS的应用 8

1.3.3 GIS技术的发展 9

1.4 GIS相关的信息资源 11

1.4.1 期刊和会议 11

1.4.2 公共教育资源 12

1.4.3 主要的GIS软件 13

思考题 15

第2章 空间数据模型和表示方法 16

2.1 坐标系统和地图投影 16

2.1.1 坐标系统 16

2.1.2 地图投影的基本问题 21

2.1.3 地图投影的选择 26

2.1.4 地图分幅与编号 29

2.2 空间数据模型 34

2.2.1 现实世界的抽象 34

2.2.2 地理空间数据的组成 36

2.2.3 场模型与对象模型 38

2.2.4 网络模型 44

2.3 空间数据结构 44

2.3.1 栅格数据结构 45

2.3.2 矢量数据结构 50

2.3.3 栅格与矢量数据结构的比较 53

思考题 55

第3章 空间数据采集与处理 56

3.1 地理空间数据采集方法 57

3.1.1 数据源的种类 57

3.1.2 数据采集方法 58

3.2 地图的数字化 63

3.2.1 电子地图与纸地图比较 63

3.2.2 地图数据类型 64

3.2.3 手扶跟踪数字化 65

3.2.4 扫描矢量化 65

3.3 地理空间数据的编辑 66

3.3.1 几何数据的编辑 66

3.3.2 属性数据的编辑 67

3.4 地理空间数据的处理 68

3.4.1 线性纠正方法 68

3.4.2 非线性纠正方法 69

3.5 拓扑关系的建立 70

3.5.1 图形修改 70

3.5.2 建立多边形拓扑关系 71

3.6 数据结构转换 74

3.6.1 矢量数据转换为栅格数据 74

3.6.2 栅格数据转换为矢量数据 78

3.7 数据格式转换 83

3.7.1 数据格式转换内容及要求 83

3.7.2 数据格式转换方法 84

3.8 GIS的数据质量 86

3.8.1 GIS数据质量的内涵 86

3.8.2 空间数据质量问题的来源 88

3.8.3 空间数据质量的检查 88

3.8.4 空间数据生产过程中的质量控制 89

思考题 90

第4章 空间数据管理 91

4.1 空间数据库 91

4.1.1 数据库技术 91

4.1.2 空间数据库技术 92

4.1.3 空间数据的存储与管理 95

4.1.4 当前主要的空间数据管理产品 101

4.2 空间索引 106

4.2.1 空间索引基本概念 106

4.2.2 空间索引方法 106

4.2.3 固定网格索引 108

4.2.4 基于KD树的空间索引 109

4.2.5 基于R树的空间索引 113

4.2.6 基于四叉树的空间索引 118

4.3 空间信息查询 121

4.3.1 空间查询过程 122

4.3.2 空间查询语言 123

4.3.3 Oracle Spatial中的空间查询语言 125

思考题 129

第5章 空间分析 130

5.1 GIS基本空间分析方法 130

5.1.1 空间量算 130

5.1.2 缓冲区分析 135

5.1.3 叠加分析 138

5.1.4 再分类 141

5.2 栅格数据分析 142

5.2.1 基本概念 142

5.2.2 局部变换 143

5.2.3 邻域变换 144

5.2.4 区域变换 145

5.2.5 聚合分析 145

5.2.6 追踪分析 145

5.2.7 成本距离分析 146

5.3 网络分析 148

5.3.1 网络分析概念 148

5.3.2 网络数据模型 151

5.3.3 最短路径分析 152

5.3.4 连通分析 155

5.3.5 网络流分析 158

5.4 三维地形分析 162

5.4.1 DTM与DEM概念 162

5.4.2 DEM的主要表示模型 163

5.4.3 DEM模型之间的相互转换 166

5.4.4 DEM应用 174

思考题 180

第6章 空间数据表现与地图制图 181

6.1 概述 181

6.1.1 地图符号对空间数据的描述 181

6.1.2 计算机制图与地理信息系统 182

6.1.3 地理信息可视化 182

6.2 地图符号 184

6.2.1 地图符号的分类与特点 184

6.2.2 地图符号的构成特点 186

6.2.3 地图注记 188

6.3 制图一般原则 189

6.3.1 符号运用 189

6.3.2 色彩运用 190

6.3.3 注记运用 192

6.3.4 图面配置 194

6.3.5 制图内容的一般安排 196

6.4 专题地图 198

6.4.1 专题地图概念 198

6.4.2 专题信息表现 199

6.4.3 专题信息表现方法 200

6.4.4 专题地图图型设计 204

思考题 205

第7章 Web GIS 206

7.1 Web GIS概述 206

7.1.1 Web GIS基本概念及发展 206

7.1.2 Web GIS的功能和特点 208

7.1.3 Web GIS的体系结构 209

7.2 Web GIS传输协议及规范 213

7.2.1 传输协议与规范 213

7.2.2 空间数据传输格式 216

7.3 Web GIS的实现方式 222

7.3.1 服务器端方法 223

7.3.2 客户端方法 224

7.3.3 新的实现技术 226

7.3.4 典型的Web GIS软件 228

7.4 分布式Web GIS技术框架 230

7.4.1 基于J2EE的Web GIS结构 231

7.4.2 基于DCOM/COM＋的Web GIS结构 236

7.4.3 基于CORBA的Web GIS结构 238

7.4.4 基于.Net的Web GIS结构 240

思考题 243

第8章 地理信息共享与互操作 245

8.1 地理信息共享概述 245

8.1.1 地理信息与地理信息共享 245

8.1.2 地理信息共享发展现状 246

8.1.3 地理信息共享的困难 247

8.2 地理信息标准体系 250

8.2.1 ISO/TC 211标准体系 250

8.2.2 OGC标准体系 255

8.2.3 我国国家地理信息标准体系 260

8.3 空间互操作技术 262

8.3.1 空间互操作概念 262

8.3.2 空间互操作实现机制 264

8.4 基于空间信息Web服务的地理信息共享 269

8.4.1 空间信息Web服务 269

8.4.2 典型空间Web服务 273

8.5 地理空间元数据 287

8.5.1 地理空间元数据概述 287

8.5.2 空间元数据标准 287

8.5.3 地理空间元数据应用实例 289

思考题 291

第9章 地理信息系统的应用 292

9.1 GIS应用概述 292

9.2 3S集成技术及应用 294

9.2.1 3S集成概述 294

9.2.2 GIS与RS集成 295

9.2.3 GIS与GPS集成 299

9.3 三维GIS技术及应用 302

9.3.1 三维GIS概述 302

9.3.2 三维GIS的特点 303

9.3.3 三维GIS数据模型 304

9.3.4 三维GIS空间分析 305

9.3.5 三维GIS面临的挑战 306

9.4 军事地理信息应用技术 307

9.4.1 军事地理信息系统 307

9.4.2 军事地理信息技术 311

9.4.3 地理空间情报 316

9.4.4 典型军事地理信息应用系统 319

9.4.5 军事地理信息技术的发展趋势 322

思考题 323

参考文献 324