地理信息系统（第2版）/21世纪高等院校教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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汤国安 等 著

图书标签:

• 地理信息系统
• GIS
• 遥感
• 地图学
• 空间分析
• 计算机地理学
• 测绘
• 21世纪高等院校教材
• 地理学
• 环境科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030278180

版次：2

商品编码：10003391

包装：平装

开本：16开

出版时间：2010-07-01

用纸：胶版纸

页数：225

字数：290000

正文语种：中文

编辑推荐

　　自20世纪60年代诞生以来，GIS的科学内涵逐步深化，技术水平日臻完善，解决实际应用问题的能力不断提高。地理信息系统的发展对GIS专业教材的需求日益增加，面向不同专业需求的GIS教材在内容和层次上都更加丰富。本书是作者在其已出版的《地理信息系统》(一版)的基础上，总结“地理信息系统国家精品课程”建设和近年来在GIS科研和教学中的经验改编而成。本书力求实现系统性、简明性、易读性的统一，深入浅出地介绍当前GIS的主要内容和关键问题，服务于GIS初学者的学习与实践。

内容简介

　　《地理信息系统（第2版）》是作者在系统总结已有地理信息系统（GIS）基本理论与实践的基础上，根据近年来GIS教学和研究的相关经验撰写而成。全书共9章，简洁系统地阐述了GIS的基本理论与方法，包括GIS概念体系、空间信息基础、空间数据结构以及数据库等核心理论，并介绍了空间数据采集与处理、GIS空间分析及GIS产品输出等基本方法，之后就GIS设计和发展趋势做了简要介绍。《地理信息系统（第2版）》强调系统性、简明性、可读性、实用性与科学性的结合，内容精炼，简明易懂。
　　《地理信息系统（第2版）》可作为高等院校地理信息系统、地理学、测绘学、物流管理等相关学科教材，也可作为科学研究、工程规划设计等专业部门科技人员了解GIS科学的参考书。

内页插图

目录

前言
第一章 绪论
第一节 地理信息系统的基本概念
第二节 地理信息系统的发展概况
第三节 地理信息系统的构成
第四节 地理信息系统与相关学科及技术的关系
第五节 地理信息系统的应用
第二章 空间信息基础
第一节 常规的地理空间信息描述法
第二节 地理信息数字化描述方法
第三节 空间数据的类型和关系
第四节 元数据
第三章 空间数据结构
第一节 栅格数据结构
第二节 矢量数据结构
第三节 两种数据结构的比较与转化
第四节 其他数据结构
第四章 空间数据库
第一节 数据库概述
第二节 传统数据库系统的数据模型
第三节 地理信息系统中空间数据库的组织方式
第四节 面向对象数据库系统
第五章 空间数据采集与处理
第一节 数据源种类
第二节 空间数据采集
第三节 空间数据的编辑与处理
第四节 图形数据和属性数据的连接
第五节 空间数据质量及其精度分析
第六章 地理信息系统空间分析原理与方法
第一节 地理信息系统空间分析模型
第二节 栅格数据分析的基本模式
第三节 矢量数据分析的基本方法
第四节 空间数据的其他分析方法
第五节 数字高程模型及其分析
第七章 地理信息可视化及地理信息系统产品输出
第一节 空间信息输出系统
第二节 地理信息系统输出产品类型
第三节 地理信息可视化
第四节 电子地图系统简介
第五节 虚拟现实技术
第八章 地理信息系统设计与标准化
第一节 地理信息系统设计
第二节 地理信息系统设计的模式
第三节 地理信息系统设计与开发的步骤
第四节 用户需求分析
第五节 地理信息系统的软、硬件配置设计
第六节 用户界面设计
第七节 地理信息系统评价
第八节 地理信息系统的人员配置
第九节 地理信息系统的标准化
第九章 地理信息系统的发展
第一节 网络GIS
第二节 组件式GIS
第三节 三维和多维GIS
第四节 “3S”集成
第五节 开放式GIS
主要参考文献

精彩书摘

　　2）地理信息系统的巩固发展期（20世纪70年代）
　　20世纪70年代，计算机发展到第三代，随着计算机技术迅速发展，数据处理速度加快，内存容量增大，而且输入、输出设备比较齐全，推出了大容量直接存取设备——磁盘，为地理数据的录入、存储、检索、输出提供了强有力的手段，特别是人机对话和随机操作的应用，可以通过屏幕直接监视数字化的操作，而且能很快看到制图分析的结果，并可以进行实时的编辑。这时，计算机技术及其在自然资源和环境数据处理中的应用，促使地理信息系统迅速发展。例如，1970-1976年，美国地质调查所就建成50多个信息系统，分别作为处理地理、地质和水资源等领域空间信息的工具。其他如加拿大、联邦德国、瑞典和日本等国也先后发展了自己的地理信息系统。地理信息系统的发展，使一些商业公司开始活跃起来，软件在市场上受到欢迎。在此期间，曾先后召开了一系列地理信息系统的国际讨论会，国际地理联合会先后于1972年和1979年两次召开关于地理信息系统的学术讨论会，1978年国际测量协会（FIG）规定第三委员会的主要任务是研究地理信息系统，同年在联邦德国达姆施塔特工业大学召开了第一次地理信息系统讨论会，等等。这期间，许多大学（如美国纽约州立大学布法罗校区等）开始注意培养地理信息系统方面的人才，创建了地理信息系统实验室。一些商业性的咨询服务公司开始从事地理信息系统工作。总之，地理信息系统在这时受到了政府部门、商业公司和大学的普遍重视。

前言/序言

　　地理信息系统（GIS）是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表层与位置有关的信息进行采集、存储、管理、分析、表达和描述的技术系统。自20世纪60年代诞生以来，GIS的科学内涵逐步深化，技术水平日臻完善，解决实际应用问题的能力不断提高。地理信息系统的发展对GIS专业教材的需求日益增加，面向不同专业需求的GIS教材在内容和层次上都更加丰富。本书是作者在其已出版的《地理信息系统》（第一版）的基础上，总结“地理信息系统国家精品课程”建设和近年来在GIS科研和教学中的经验改编而成。本书力求实现系统性、简明性、易读性的统一，深入浅出地介绍当前GIS的主要内容和关键问题，服务于GIS初学者的学习与实践。
　　全书共9章。第一章阐述了地理信息的基本概念、功能、组成、应用领域和发展历史；第二章介绍地理空间的数学基础及地理信息的描述方法；第三章主要说明空间数据的概念以及常用的数据结构；第四章介绍了空间数据库在数据组织管理方式、空间索引、空间查询语言等方面的技术和特点；第五章介绍了空间数据与属性数据的采集方法、处理技术以及数据采集精度的相关理论；第六章详细地介绍了基于矢量数据和栅格数据的空间分析方法，并以数字地形分析研究为例证，论述了栅格和矢量两种基本数据类型在地图制图及地学分析中的应用；第七章介绍了地理信息可视化及GIS产品输出的新技术和新方法；第八章讲解了GIS开发的基本原理和执行标准；第九章总结了目前GIS新技术的特点和应用前景，分析探讨了GIS的发展方向。

地理信息系统（GIS） 引言 在当今信息爆炸的时代，地理信息系统（GIS）已成为连接现实世界与数字世界的强大桥梁。它不仅仅是一套软件工具，更是一种科学的方法论，一种分析和可视化地理空间数据的强大框架。地理信息系统能够集成、管理、分析和呈现与地球表面任何位置相关联的数据，从而帮助我们理解复杂的空间关系，发现隐藏的模式，并做出更明智的决策。从城市规划到环境保护，从灾害预警到资源管理，GIS的应用几乎渗透到我们生活的方方面面。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的地理信息系统学习体验。我们将从GIS的基本概念和原理入手，逐步深入到核心技术、应用领域以及未来的发展趋势。本书不仅关注理论知识的传授，更注重实践能力的培养，通过大量的实例和练习，帮助读者掌握GIS的操作技能，并能够将所学知识应用于解决实际问题。 第一章：地理信息系统的基础概念 本章将为你构建起对GIS的初步认识。我们将首先探讨“地理信息”的本质——它不仅仅是数字，更是包含位置、属性和空间关系的多维度信息。接着，我们会介绍GIS的核心组成部分，包括硬件、软件、数据、人员和方法，理解它们如何协同工作，构建一个完整的GIS系统。 地理信息的定义与特征： 什么是地理信息？它为什么如此重要？我们将解析地理信息的空间属性（定位性）和非空间属性（描述性），以及它们之间的关联。 GIS的功能： GIS究竟能做什么？我们将详细阐述GIS的四大基本功能：空间数据的录入与管理、空间数据的编辑与更新、空间数据的查询与分析、以及空间数据的可视化表达。 GIS的组成要素： 一个完整的GIS系统由哪些部分构成？我们将逐一分析硬件平台、GIS软件、地理空间数据库、操作人员以及工作流程的重要性。 GIS的发展历程： 了解GIS的起源和演变，有助于我们更好地理解其当前的地位和未来的方向。我们将回顾GIS从早期概念到如今广泛应用的里程碑。 GIS的应用领域概览： 在本章的结尾，我们将简要介绍GIS在各个行业中的广泛应用，激发你对GIS潜力的认识。 第二章：地理空间数据的获取与管理 高质量的地理空间数据是GIS系统的基石。本章将聚焦于数据的来源、类型、组织方式以及如何进行有效管理。我们将深入了解不同类型地理空间数据的特点，以及它们在GIS中的表示方式。 地理空间数据的类型： 矢量数据： 点、线、面等几何对象如何表示现实世界的地理要素？我们将详细介绍矢量数据的结构、拓扑关系以及其在GIS中的应用。 栅格数据： 像素如何描绘连续的地理现象？我们将讲解栅格数据的概念、分辨率、像元值以及其在遥感影像、地形模型等领域的应用。 其他数据类型： 除了矢量和栅格，还有哪些数据类型在GIS中扮演重要角色？我们将 briefly 提及 TIN、点云等。 地理空间数据的获取方法： 遥感数据： 卫星影像、航空照片等遥感数据如何捕捉地球表面的信息？我们将介绍不同类型的遥感传感器、成像原理以及数据预处理。 全球导航卫星系统（GNSS）： GPS、北斗等GNSS技术如何实现高精度的地理定位？我们将讲解GNSS的工作原理、定位误差及校正。 传统测量方法： 如全站仪、水准仪等测量技术在GIS数据采集中的应用。 数字化与扫描： 如何将纸质地图、航空照片等转换为数字化的地理空间数据？ 现有数据源： 政府部门、科研机构等提供的公开数据资源。 地理空间数据库： 关系型数据库与地理数据库： 如何存储和管理海量的地理空间数据？我们将介绍地理数据库的概念、结构以及常用的数据库管理系统（DBMS）。 空间索引： 如何提高地理空间数据查询的效率？我们将探讨不同类型的空间索引技术。 数据模型： 如何设计和构建适应不同应用需求的地理空间数据模型？ 第三章：GIS的空间分析 空间分析是GIS的核心竞争力，它能够揭示地理要素之间的空间关系和规律，从而为决策提供科学依据。本章将带领你走进GIS的空间分析世界，掌握各种常用的空间分析技术。 空间查询： 属性查询： 基于地理要素的属性信息进行筛选和检索。 空间查询： 基于地理要素的空间关系（如相交、包含、邻近）进行查询。 空间叠加分析： 将多个图层进行叠置，生成新的地理要素和属性信息。例如，将土地利用图层与坡度图层叠加，分析不同坡度上的土地利用情况。 空间度量： 距离计算： 计算点、线、面之间的直线距离、网络距离等。 长度与面积计算： 精确测量地理要素的长度和面积。 空间分析模型： 缓冲区分析： 在特定地理要素周围创建一定范围的区域，用于分析影响范围或服务半径。 网络分析： 在道路、河流等网络状地理要素上进行路径查找、最优路径分析、区域可达性分析等。 地形分析： 计算坡度、坡向、高程、地表起伏度等，用于水文分析、滑坡风险评估等。 空间插值： 基于已知点的数据，推算未知区域的值，如绘制等高线、生成连续地形模型。 密度分析： 计算单位面积内某个要素的密度，如人口密度、犯罪发生率密度。 覆盖分析（Overlay Analysis）： 将不同图层的空间信息进行逻辑运算（如求并、求交、求差），生成新的图层。 地理加权回归（GWR）： 认识到地理现象的空间异质性，GWR模型能够捕捉不同区域的统计关系差异。 第四章：GIS的空间可视化与地图表达 地图是GIS输出最重要的形式之一，也是人与地理信息交互的重要媒介。本章将探讨如何利用GIS进行有效的空间可视化和地图制作，使地理信息更直观、更易于理解。 地图投影与坐标系： 地图投影的原理与类型： 了解地球表面的曲面如何映射到平面地图，以及不同投影方式的优缺点。 坐标系： 大地坐标系、投影坐标系等，以及它们在GIS中的作用。 符号化与专题地图： 符号的意义与选择： 如何选择合适的符号来表示不同类型的地理要素？ 分级统计地图： 如分级统计图、比例符号图等，用于展示地理要素的数量或强度。 分布地图： 如点分布图、注记地图等，用于展示地理要素的分布特征。 关系地图： 如流程图、网络图等，用于展示地理要素之间的关联。 制图表达规则： 地图要素： 图名、图例、比例尺、指北针、图廓等要素的规范要求。 色彩、形状、大小的选择： 如何运用视觉元素来突出地图信息，引导读者理解。 交互式地图： WebGIS： 通过网页浏览器访问和操作地图，实现地理信息的在线共享与应用。 GIS软件中的交互式制图： 如动态缩放、漫游、图层管理、属性查询等。 第五章：GIS的应用实践 本章将通过具体的案例，展示GIS在不同领域的实际应用，帮助读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 城市规划与管理： 土地利用规划： 利用GIS分析土地资源，优化城市空间布局。 交通规划： 模拟交通流量，优化道路网络设计。 公共服务设施布局： 合理规划学校、医院、公园等设施的位置。 城市应急管理： 灾害风险评估、应急响应路线规划。 环境保护与资源管理： 环境影响评价： 分析建设项目对环境的影响。 自然资源调查与监测： 如森林、水资源、矿产资源的分布与变化。 湿地保护与管理： 监测湿地生态系统的变化。 可持续农业： 精准农业、土壤侵蚀分析。 地质与矿产勘查： 地质构造分析： 绘制地质图，分析地质单元。 矿产资源预测： 结合地质、地球化学等多源数据进行矿产潜力评估。 水文与水资源管理： 流域分析： 划分流域，分析水文特征。 洪水淹没分析： 模拟洪水发生时的淹没范围。 水质监测与管理： 分析水体污染的空间分布。 交通与物流： 运输路线优化： 寻找最优的运输路径，降低成本。 物流配送网络设计： 优化仓库和配送点的位置。 农业与林业： 农作物产量预测： 结合遥感数据和气候信息。 森林火灾风险评估与监测。 灾害管理： 地震、洪水、滑坡等自然灾害的风险评估与预测。 灾情评估与救援指挥。 公共安全与应急响应： 犯罪热点分析。 应急物资调配与人员疏散。 第六章：GIS的空间数据分析模型与进阶 本章将进一步深入探讨GIS的空间分析技术，介绍一些更复杂、更强大的分析模型，为读者提供更广阔的分析视角。 地统计学（Geostatistics）： 变异函数（Variogram）： 分析空间数据的变异程度和空间相关性。 克里金插值（Kriging）： 一种基于变异函数的最佳线性无偏估计插值方法。 空间统计学： 空间自相关分析（Moran's I, Geary's C）： 检测地理要素的分布是否存在聚集或离散的模式。 空间回归模型： 考虑空间依赖性的回归分析，如空间滞后模型、空间误差模型。 遥感影像处理与分析： 影像增强与变换： 提高影像的视觉效果，提取有用信息。 图像分类： 将影像中的像元划分为不同的地物类别。 变化检测： 分析不同时期的影像，识别地表的变化。 三维GIS： 三维模型构建： 基于高程数据、倾斜摄影等技术构建三维地理模型。 三维空间分析： 如视域分析、坡度分析、淹没模拟等。 GIS与大数据： 处理海量地理空间数据的方法和挑战。 利用大数据技术进行空间模式挖掘。 第七章：GIS的未来发展趋势 技术的发展永无止境，GIS也在不断演进，以适应新的挑战和机遇。本章将展望GIS的未来发展方向。 云计算与SaaS GIS： 云计算为GIS提供了强大的计算能力和存储空间，SaaS（软件即服务）模式使得GIS的获取和使用更加便捷。 人工智能（AI）与机器学习在GIS中的应用： AI和机器学习将极大地提升GIS的自动化分析能力，例如自动地物识别、空间预测等。 物联网（IoT）与实时GIS： 物联网设备产生的海量实时地理数据将为GIS带来新的应用场景，实现对动态地理过程的实时监测和响应。 增强现实（AR）与虚拟现实（VR）与GIS的融合： AR/VR技术将为地理信息的呈现和交互带来颠覆性的体验，使我们能够更直观地感知和理解地理空间。 时空大数据分析： 随着数据量的爆炸式增长，对时空数据的深入分析将成为GIS的重要发展方向。 地理空间众包与公民科学： 鼓励公众参与地理信息的采集和更新，汇聚社会智慧。 智慧城市与可持续发展： GIS将继续在智慧城市建设和应对全球性挑战（如气候变化、资源短缺）中发挥关键作用。 结语 地理信息系统是一个充满活力和创新潜力的领域。本书为你打开了通往GIS世界的大门，希望你能通过学习，掌握GIS的核心知识和技能，并将其运用到你感兴趣的领域，为解决现实世界的问题贡献力量。GIS的旅程刚刚开始，愿你在探索中不断发现其无穷的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，同时也富含启发性，让我在学习的过程中，不仅仅是死记硬背，更能体会到GIS的魅力所在。我发现作者在阐述某些关键概念时，会引用一些最新的研究成果和实际应用案例，这让我了解到GIS技术在现实世界中的广泛应用，比如城市规划、环境保护、灾害预警等等。这些案例不仅增加了学习的趣味性，也让我看到了GIS的巨大潜力和价值。我特别喜欢其中关于“空间分析”的章节，作者通过几个精心设计的例子，展示了如何利用GIS来解决实际问题，让我对这个领域充满了探索的欲望。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对数据可视化充满兴趣的学生，一直想深入了解地理信息系统是如何将复杂的空间数据转化为直观的图景。在接触这本书之前，我曾阅读过一些零散的资料，但总觉得缺乏系统性的指导。这本书就像一位经验丰富的向导，一步步引领我走进GIS的殿堂。我尤其喜欢作者在介绍基本概念时所采用的类比和实例，能够帮助我这个初学者迅速理解抽象的理论。例如，在讲解空间数据模型时，作者用城市地图和人口普查数据为例，生动形象地说明了矢量和栅格的区别，让我茅塞顿开。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容结构非常清晰，逻辑性很强，每一章的过渡都十分自然。作为一名教师，我一直致力于为学生寻找既有深度又不失易懂的教材。这本书在这方面做得非常出色，它不仅能满足高年级本科生和研究生的学习需求，也能作为初学者入门的优秀读物。作者在章节的安排上，遵循了由浅入深、由表及里的原则，先从GIS的基本概念和原理讲起，然后逐步深入到数据采集、处理、分析和应用等各个环节。这种循序渐进的学习方式，能够帮助学生建立起扎实的理论基础，并逐步掌握实际操作技能。

评分☆☆☆☆☆

作为一名已经工作多年的GIS从业者，我对技术的发展有着敏锐的感知，总是希望能够不断更新自己的知识体系。这本书的出现，恰好满足了我的这一需求。我惊喜地发现，作者在内容更新和技术前沿的把握上做得非常出色。书中不仅涵盖了GIS的基础理论和核心技术，还对近年来发展迅速的新兴技术，例如云计算、大数据在GIS中的应用，以及遥感影像处理等方面进行了深入的介绍。这对于我来说，是一次非常宝贵的学习机会，让我能够及时了解行业动态，掌握最新的技术趋势。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，字体清晰，整体给人一种专业而可靠的感觉。初次翻阅，其装帧质量就给我留下了深刻印象，纸张的厚度适中，触感温润，即使是长时间阅读，也不会感到疲劳。扉页的印制也很精致，排版疏朗，给人一种宁静而专注的学习氛围。书本的尺寸也很适合手持，无论是放在书架上还是携带外出，都显得十分便利。我特别欣赏作者在细节之处的用心，例如章节标题的字体大小、行距的设置，都恰到好处，让阅读体验更加流畅。

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时光流逝，一眨眼睛就到了第三年的春末夏初，大象管家目睹着大森林越长越好，一种爱的情愫就油然而生，它想留在这大森里，它想动员牛、马、长颈鹿、大狗留下来，共同管理好这美丽的森林。于是便又在森林的草坪现场召开了森林管理工作会议。它们坐在悠哉悠哉的河畔开始各抒己见，大象翘起长鼻子吸了一口水清了清嗓子说：“各位，常人说十年树木，这是指的是十年能培育出美丽的又大又好的树木来。我们这个树林遭受了特别的苦难。寸草不留的地方长满了树，而且长得很快，现在已经有了一定的规模，再过二年也许就是一个非常美丽的森林，成为名副其实的悠哉悠哉森林。我想，大家这几年一定是很辛苦了，森林需要有人管理，我想，我的必须要从永安大森林抽调一批热心的管理员，除此之外就是对外招聘，通过这样的竞争上岗，就能把悠哉悠哉森林建设成超越永安森林规模的林区。”大象管家的话说得大家热呼呼的。

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大象管家又说：“留下来的伙伴们不仅要做好守林护林的工作，而且还要担当起和护理以后能返回林子的受伤同伴的责任，它们如果能够活下来，已经在外流浪得很辛苦了，我们要把它们当作亲人一起对待。”小猴子、狗、猪、山羊等听了直点头。

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全感，对世界充满敌意，人缘差到不行，连上厕所、睡觉都得拉着自己的好友或家人陪我，不敢一个人

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“那里的邻居朋友和谐相处已多年，这个管理任务就交给骆驼吧，相信它能任劳任怨做好这个工作的。”

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地理信息系统在国内外很多行业已得到推广应用。城市规划和管理是GIS技术的典型应用领域，在政策分析、规划编制、日常管理、实施监督中有独特的作用。本书较全面地介绍了GIS的基本原理和发展趋势，涉及数据管理与维护、空间分析、可视化、分布式运行等多个专题领域。针对城市规划专业、城市管理行业的特点，对若干典型分析方法、应用系统实施、推广普及的潜力、阻力作了专门探讨

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新书，挺好的

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世界是什么模样。直到爸妈把我一人丢到美国游学两个月，让我不得不离开笼子，逼得我必须得自己出

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端倪；这期间当然也通过很多书籍，如《生命数字全书》《生命密码》《荣格与占星学》《私密的神话:

评分☆☆☆☆☆

买了很多这个非常满意谢谢 我很喜欢