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第一章 绪论 1

学习目标 1

第一节 地理信息系统的基本概念 1

一、数据与信息 1

二、地理信息与地图 2

三、信息系统与地理信息系统 3

第二节 地理信息系统的特征和类型 4

一、地理信息系统的特征 4

二、地理信息系统的类型 4

第三节 地理信息系统的组成 5

一、计算机硬件系统 6

二、计算机软件系统 6

三、地理数据 7

四、应用人员 8

第四节 地理信息系统的功能 9

一、数据采集与输入 9

二、数据编辑与更新 9

三、数据存储与管理 9

四、空间查询与分析 10

五、数据显示与输出 10

第五节 地理信息系统的应用 10

一、统计与量算 10

二、规划与管理 10

三、预测与监测 11

四、辅助决策 11

第六节 地理信息系统的研究内容 11

一、研究内容 11

二、相关学科 12

第七节 地理信息系统发展概况 13

一、国际发展状况 13

二、国内发展状况 15

术语 16

习题 17

参考文献 17

第二章 空间数据结构与编码 18

学习目标 18

第一节 地理空间数据及其特征 18

一、GIS的空间数据 18

二、地理数据的基本特征 18

三、地理空间数据类型 19

四、数据的测量尺度 20

第二节 空间数据的拓扑关系 22

一、拓扑的概念和意义 22

二、空间数据的拓扑关系 22

三、拓扑结构的表达 24

第三节 空间数据结构 24

一、空间数据结构的概念和类型 24

二、矢量数据结构 25

三、栅格数据结构 26

第四节 矢量结构与栅格结构的比较及转换 28

一、栅格数据与矢量数据的比较 28

二、矢量结构与栅格结构的相互转换 29

三、矢量与栅格一体化 34

第五节 空间数据的编码方法 35

一、编码的概念和意义 35

二、栅格数据编码方法 35

三、矢量数据编码方法 41

术语 44

习题 45

参考文献 45

第三章 空间数据的输入与处理 46

学习目标 46

第一节 数据输入方式 46

一、手工方式 46

二、手扶跟踪数字化方式 46

三、扫描方式 46

四、处理和信息提取方式 47

五、数据通讯方式 47

第二节 地图数字化 47

一、手扶跟踪数字化 47

二、扫描矢量化方法 49

第三节 地图数据处理 52

一、数据处理的概念和意义 52

二、图形坐标变换 52

三、地图投影变换 54

四、图幅拼接 55

五、图形数据编辑 57

六、建立拓扑关系 57

第四节 空间数据的压缩处理 58

一、数据压缩的途径 58

二、曲线矢量数据的压缩 59

三、面域栅格数据的压缩 60

第五节 属性数据输入与编辑 60

一、属性数据的录入与编辑 60

二、属性数据编码的原则 60

三、属性数据编码的内容 61

四、属性数据编码的方法 61

术语 62

习题 62

参考文献 62

第四章 空间数据管理 64

学习目标 64

第一节 数据的层次与文件组织 64

一、数据的层次单位 64

二、数据间的逻辑联系 65

三、常用数据文件 66

第二节 空间数据库 68

一、数据库的概念 68

二、数据库的特点 69

三、两种不同类型的数据库 69

四、数据库的系统结构 70

五、数据库管理系统 71

六、数据字典 72

七、数据安全 73

第三节 传统数据库的数据模型 74

一、关系模型 74

二、层次模型 75

三、网络模型 75

第四节 面象向对象的数据库系统 76

一、传统数据库管理地理空间数据的局限性 76

二、面向对象数据模型的优点 77

三、面向对象方法中的基本概念 77

四、面向对象的几何抽象类型 79

五、面向对象的属性数据模型 80

六、面向对象数据库系统的实现 81

第五节 数据管理设计 82

一、文件管理 83

二、关系数据库管理 83

三、文件结合关系数据库管理 84

四、面相对象数据库（OO-DBMS）管理 85

术语 86

习题 86

参考文献 86

第五章 空间数据质量与元数据 88

学习目标 88

第一节 空间数据质量 88

一、空间数据质量的概念 88

二、空间数据质量评价 88

三、空间数据质量问题的来源与分析 89

四、数据质量控制 92

第二节 空间数据的元数据 93

一、元数据概念与分类 93

二、空间数据元数据所涉及的概念 95

三、空间数据元数据的标准 96

四、空间数据元数据的获取与管理 96

五、空间数据元数据的应用 97

术语 98

习题 99

参考文献 99

第六章 空间分析的基本方法 100

学习目标 100

第一节 地理信息系统的空间分析模型 100

一、地学模型概述 100

二、空间分析模型的特点 101

三、空间分析建模 101

四、空间分析的步骤 102

第二节 空间查询与量算 102

一、空间查询 102

二、空间量算 103

第三节 视觉信息复合分析 104

一、点、线和面状图之间的复合 104

二、遥感信息和专题图的视觉复合 105

三、专题图和数字高程图视觉复合 105

第四节 空间聚类与聚合分析 105

一、空间聚类 105

二、空间聚合 106

三、区域提取 107

第五节 叠置分析 108

一、矢量数据的叠置分析 108

二、栅格数据的叠置分析 110

第六节 泰森多边形分析 111

一、泰森多边形的概念和生成 111

二、泰森多边形的特点 112

三、泰森多边形分析的应用 112

第七节 缓冲区分析 112

一、缓冲区的概念和作用 112

二、缓冲区的建立 113

三、缓冲区分析应用实例 114

第八节 网络分析 115

一、网络的概念和构成 115

二、常见的网络分析功能 116

第九节 空间插值 117

一、整体内插法 117

二、局部内插法 118

第十节 空间信息分类与统计分析 120

一、空间信息分类 120

二、空间统计分析 123

术语 124

习题 125

参考文献 125

第七章 数字地形模型及其应用 126

学习目标 126

第一节 数字高程模型的概念和表示 126

一、DTM和DEM的概念 126

二、DEM的表示法 126

第二节 数字高程模型的建立 129

一、DEM的数据源与采集方法 129

二、DEM的空间插值方法 131

三、DEM的生成流程 132

第三节 DEM分析与应用 133

一、基本地形因子计算 133

二、谷脊特征分析 136

三、地形剖面分析 137

四、淹没损失估算 137

五、地貌类型的自动划分 137

六、从DEM数据自动形成地形轮廓线 137

七、通视分析 138

八、地形可视化 138

术语 140

习题 141

参考文献 141

第八章 空间决策支持与专家系统 142

学习目标 142

第一节 空间决策支持 142

一、决策的概念 143

二、决策支持系统的概念和特点 143

三、决策支持系统的构成 143

四、空间决策支持的一般过程 145

第二节 专家系统 146

一、专家系统的基本组成 146

二、专家系统的知识表示与推理 147

三、人工智能与专家系统 148

术语 149

习题 149

参考文献 149

第九章 网络地理信息系统 150

学习目标 150

第一节 计算机网络的概念和类型 150

一、计算机网络的定义 150

二、网络的拓扑结构和连接方式 150

三、计算机网络的类型 151

四、因特网（Internet） 152

第二节 网络地理信息系统 152

一、分布式系统 152

二、网络地理信息系统的组合方式 154

三、网络地理信息系统的概念设计 156

第三节 WEBGIS 158

一、WebGIS概念 158

二、WebGIS设计思想与实现方法 158

三、WebGIS应用前景 160

术语 161

习题 161

参考文献 162

第十章 地理信息系统产品输出 163

学习目标 163

第一节 地理信息输出系统 163

一、地理信息的输出设备 163

二、屏幕显示 164

三、打印输出 164

四、绘图机输出 164

第二节 地理信息系统产品的类型 166

一、地图 166

二、影像图 166

三、统计图表 166

四、电子沙盘 166

第三节 电子地图 167

一、电子地图的概念 167

二、电子地图的特点 167

三、电子地图的运行环境 167

四、电子地图的生成和显示 169

五、电子地图应用展望 171

术语 171

习题 171

参考文献 171

第十一章 地理信息系统设计与标准化 172

学习目标 172

第一节 地理信息系统设计 172

一、地理信息系统设计的基本思想和要求 172

二、地理信息系统设计的步骤 173

第二节 地理信息系统的评价 176

一、系统效率 176

二、系统可靠性 176

三、可扩展性 176

四、可移植性 176

五、系统效益 176

第三节 地理信息系统的标准化 177

一、GIS标准化概述 177

二、GIS标准化的内容 177

三、ISO/TC211地理信息标准简介 178

术语 180

习题 181

参考文献 181

第十二章 地理信息系统应用实例 182

学习目标 182

第一节 城市居民防空疏散指挥信息系统 182

一、系统目标和意义 182

二、系统的概念化设计 182

三、系统开发 186

第二节 网络数字土地系统设计 188

一、系统设计的总体目标及思路 188

二、系统结构的总体设计 188

三、软、硬件支持 191

四、系统功能结构及技术细节 192

五、数字土地系统展望 198

术语 198

习题 198

参考文献 198

第十三章 3S集成技术与数字地球 200

学习目标 200

第一节 3S集成技术 200

一、GIS与遥感的集成 201

二、GIS与全球定位系统的集成 202

三、3S集成概述 204

第二节 数字地球简介 205

一、数字地球的基本概念 205

二、数字地球的核心技术 206

三、数字地球的应用 208

第三节 国家信息基础设施与国家空间数据基础设施 211

一、国家信息基础设施 211

二、空间数据基础设施 211

术语 212

习题 213

参考文献 213

附录：GIS工具软件介绍 214

一、ESRI产品系列 214

二、MAPINFO软件 216

三、MAPGIS软件 217

四、GeoStar软件 218

参考文献 219