具體描述
內容簡介
《地圖學:空間數據可視化》係統講述網絡時代來臨之後,給地圖學和地理信息科學帶來的革命性變革;介紹地理空間數據的可視化錶達和分析,展示地理空間信息發布和可視化發生的背景。《地圖學:空間數據可視化》劃分為三個部分.第一部分講述地圖的背景和基礎知識;第二部分描述地理空間數據的位置、屬性和時間三要素;第三部分討論地圖的應用,闡述地圖如何幫助我們解決相關問題和決策支持。 目錄
目錄
譯者序
緻謝
第1章 地理信息科學與地圖 1
1.1 地圖:通往地理空間數據之路…1
1.2 地理空間數據…4
1.3 地理信息係統…9
1.4地理空間分析操作 13
1.5 空間數據基礎設施和地圖 19
延伸閱讀 22
第2章 數據采集 23 2. 1 瞭解采集方法的必要性 23
2.2 矢量數據文件的特點 26
2.3柵格數據文件特點 28
2.4 已有地圖的派生數據 30
2.5使用數字化數據 34
2.6 控製與精度 41
延伸閱讀 45
第3章 地圖特徵 46
3. 1 唯一的地圖 46
3.2 地圖學的定義 48
3.3地圖傳輸過程 53
3.4地圖功能和地圖種類 57
延伸閱讀 59
第4章 GIS應用:使用哪種地圖 60
4.1 地圖和GIS應用的本質 60
4.2大比例尺地圖應用:地籍和公用事業 60
4.3 小比例尺地圖應用:地理分析 64
4.4 地理空間,時間和專題的比較 67
延伸閱讀 74
第5章 地圖設計與齣版 75
5. 1前言 75
5.2 用符號錶達點?綫?麵?體數據 76
5.3視覺變量 78
5.4地圖注記的概念及其設計原則 84
5.5 GIS軟件包中製圖組件的需求 88
5.6地圖的設計和m版 90
5.7 網絡地圖設計 96
5.8 網絡地圖和多媒體 100
延伸閱讀 102
第6章 地形測量 103
6.1地理參考 103
6.2地圖投影 108
6.3 幾何變換 113
6.4綜閤…116
6.5地貌…126
6.6 地形數據:製圖機構…134
6.7地名…139
延伸閱讀 142
第7章 統計製圖 143
7.1 統計調查 143
7.2數據分析 144
7.3數據分級 153
7.4 製圖數據分析 162
7.5 製圖方法 165
延伸閱讀 185
第8章 時間製圖 186
8.1 引言…186
8.2 變化製圖 188
8.3 動麵…189
8.4 動態視覺變量 192
延伸閱讀 193
第9章 地圖應用:地理空間數據在地圖和地圖集中的錶達和應用 194
9.1 引言…194
9.2 紙質地圖集…195
9.3 屯子地圖集…196
9.4 地圖應用:地圖應用的功能…200
9.5 (基於網絡的)電子地圖集的應用 204
延伸閱讀 206
第10章 地圖應用:分析和地理可視化 207
10.1 引言 207
10.2地理可視分析 212
延伸閱讀 213
第11章 地圖學應用:地圖作為決策工具 215
11.1 緣何又是地圖 215
11.2 空間信息的管理和文檔化 215
11.3過時的數據:世界數字地圖的應用 217
11.4可達性:地圖學?GIS和地理空間信息政策…221
11.5 版權和責任…222
11.6 地圖應用和可用性 229
11.7 重新審視地圖和地理信息科學 230
延伸閱讀 232
參考文獻 233
術語 237
彩圖 精彩書摘
第1章 地理信息科學與地圖
1.1 地圖:通往地理空間數據之路
地圖常用於地理空間數據的可視化錶達,地理空間數據是指位於地球上的對象或現象的位置或屬性信息地圖可以幫助用戶更好地理解地理空間關係通過地圖,用戶可以獲取距離方嚮和麵積等信息,揭示空間分布規律,理解並量化空間關係20世紀80年代以後,地理空間數據數字處理的手段和方法獲得瞭長足發展對大多數用戶而言,地圖的使用環境也隨之發生瞭很大的變化例如,隨著計算機的發展而m現的“屏幕地圖”(on-screenmap)用戶通過屏幕地圖,查詢地圖生成背後的數據庫信息,並且可以通過菜單或者圖標實現部分基礎分析功能在20世紀80年代,這些支持地理空間數據查詢和分析的軟件包被稱為地理信息係統(geographical information system,GIS)隨著GIS功能的成熟,它們的應用遍及所有與地理空間數據相關的學科領域GIS用於集成不同來源的地理空間數據,它提供瞭操作分析和可視化這些集成數據的能力GIS用戶可以將基於應用的模型和係統中的數據關聯起來,進而嘗試迴答諸如“在何處修建一個新的連鎖超市分店最為閤適”或者“該方案或者備選有案將會對周邊地區産生什麼樣的影響”之類的問題
地圖不再是唯一的終端産品紙質地圖的作用和功能是作為存儲和展現地理數據的媒介屏幕地圖和與之相應數據庫的産生導緻該功能m現瞭分離對於製圖者而言,數據庫技術和計算機圖形技術的發展促成瞭新的可替代的錶達方式的m現,如三維地圖和動麵地圖等地理空間分析始於地圖,並且地圖支持中間分析結果的判斷,以及最終結果的錶達換言之,地圖在地理空間數據分析過程中發揮瞭重要作用
互聯網的興起帶來瞭製圖領域的又一次革命交互式地圖的用戶不再局限於專業人員Google Maps/Google Earth等産品甚至允許人們在地圖上添加白己的數據,輕點鼠標就能夠實現與他人的分享IT相關技術的發展促成瞭應用地理信息的不同學科的融閤而隨著GIS集成到與地理問題相關的T作流中,不同學科的相關研究方法和技術的融閤就逐漸形成瞭地理信息科學( Geographical Information Science,GIScience)地理信息科學領域的科學傢專注於GIS研究(如GIS理論研究)與GIS應用[如GIS如何應用於科學領域中( Goodchild,1992)]
上述發展也帶動丁“空間數據基礎設施”( spatial data infrastructures,SDI)的發展,進而m現瞭“地理空間數據基礎設施”(geospatial data infrastructures,GDI),它包括瞭地理信息訪問集成和應用的一係列協議和約定為瞭訪問已創建的地理空間數據文件和監測現代社會中人口資源和環境等方麵的空間信息,這些訪問地理空間數據的新型基礎設施已經在全世界範圍內廣泛發展並得到持續的維護當用戶使用地圖按照某一區域或者主題精確定位所需的數據時,原本復雜的查詢過程便大大簡化瞭(圖1.1)
現實世界
圖1. 1 在空間數據設施中地圖扮演用戶界麵的角色
圖中係統查詢瞭單擊對象的長度
在地理信息科學中,可視化應用錶現在四個不同方麵
第一,可視化可用於未知數據的探索( explore)在許多應用中,如處理遙感數據,有豐富的(時段)數據,但是在實際應用地理空間分析操作之前,必須迴答“是什麼性質的數據集”或“哪一部分數據集能揭示當前研究問題的規律”等類似問題
第二,可視化可用於已知數據的分析( analyse)在環境規劃中,類似於地下水圖層和新道路可能的位置,這樣兩個相互獨立的數據集的性質是能夠完全理解的但是它們之間的關係卻不好理解地理空間分析操作(如疊置)能夠集成兩個數據集,以確定兩者之間可能存在的地理空間關係並且根據需要,疊置操作的結果可以應用於環境規劃中
第三,地圖經常用於分析結果的綜閤( synthesise)
第四,可視化可用於錶達( present)或傳輸新的地理空間知識地理空間分析操作的結果可以顯示在精心設計的地圖上,從而很容易被廣大讀者理解製圖科學提供瞭用於地圖製作的設計準則作為可視化的第四個目標,我們已經提歿可視化更容易訪問地圖背後的數據文件
考慮到地理信息科學中可視化的四個不同領域(探索分析綜閤和錶達),需要注意的是錶達T具的研究屬於最高層次的內容(Robinson et al.,1995)當製作地圖用於傳輸地理空間信息時,基於數據性質和傳輸目標的製圖規則和方針[統稱為“製圖語法”( cartographic grammer)]可以使地圖更加有效然而由於這些製圖規則並不是製圖軟件的一部分,它(製圖軟件)允許用戶在不知道製圖語法的前提下製作屬於白己的地圖換句話說,在這種情況下,顯然無法保證用戶能夠製作m有效的地圖這些製圖規則同樣可以應用在分析階段,但是分析者的意願並非十分強烈當製圖者和分析者討論這個問題(即使用製圖規則的問題)時,分析者總是認為“隻要能夠理解白己的地圖,誰會關心製圖規則呢”,這是因為分析者都瞭解自己的數據並可以很好地理解自己的地圖;但是,當嚮其他人展現他們的地圖時,傳輸的問題就m現瞭在數據探索階段,用戶可能不瞭解數據的準確性質,因而可能無法應用相關的製圖規則
這裏需要引入“個體視覺思維”(private visual thinking)和“公眾視覺傳輸”(publicvisual communication)的概念(DiBiase,1990)“個體視覺思維”指用戶探索和分析自身數據的情形,“公眾視覺傳輸”指用戶以地圖的形式嚮廣大讀者呈現分析結果的情形前者描述探索環境,後者描述錶達環境分析在兩者連綫中間的某個位置當我們將個體地圖應用和公眾地圖應用放置在一個稱為“地圖應用立方體”( map use cube)( MacEach-ren,1994a)的其中一軸上時,這種規律愈發明顯該立方體另外兩軸分彆錶示的是探索未知和錶達已知,以及人圖交互作用的高低,如圖1.2所示
前言/序言
好的,這是一本關於建築結構工程的圖書簡介,內容詳實,旨在深入探討現代建築與橋梁設計中的關鍵力學原理、材料應用及施工技術: --- 建築結構工程:原理、分析與實踐 圖書簡介 本書旨在為土木工程、結構工程專業的學生、初級工程師以及希望深入瞭解現代建築與基礎設施結構設計與分析的專業人士,提供一本全麵、深入且極具實踐指導意義的教材與參考手冊。我們聚焦於結構工程學的核心支柱——從基本的材料力學到復雜的動力響應分析,並結閤當前行業前沿的結構設計規範與可持續性理念。 全書結構緊密,邏輯清晰,共分為六大部分,共計二十章,旨在構建一個完整的知識體係: --- 第一部分:結構工程基礎與材料行為 (Foundations and Material Behavior) 本部分奠定瞭整個結構分析的理論基石,重點關注結構受力分析的初始步驟和材料在工程荷載下的實際響應。 第一章:結構工程概論與規範體係: 探討結構工程在現代社會中的角色,從曆史演變追溯到當前主要國際和國傢結構設計規範(如AISC, Eurocode, GB標準)的基本精神與應用框架。強調可靠性、適度冗餘與經濟性之間的平衡。 第二章:結構材料力學特性: 深入分析結構中常用的工程材料——鋼材、混凝土、木材及復閤材料的微觀結構與其宏觀力學性能之間的關係。重點講解應力-應變關係麯綫的詳細解讀,包括彈性模量、屈服強度、極限強度、韌性與脆性的區分,以及蠕變、收縮等長期效應。 第三章:荷載分析與作用: 全麵梳理作用於結構上的各類荷載。包括恒載(自重、設備固定載)、活載(人員、傢具、堆積物)、環境荷載(風荷載、雪荷載、地震作用)的確定方法。特彆關注風洞試驗數據與規範推導的動態荷載計算流程。 第四章:結構基本體係與靜力平衡: 復習並深化靜定與靜不定結構的概念。詳細講解二維和三維空間中結構的自由度分析、約束反力計算,以及使用平衡方程求解復雜靜定結構的內力(軸力、剪力、彎矩、扭矩)的方法。 --- 第二部分:結構分析的高級方法 (Advanced Structural Analysis) 本部分是深入理解結構響應的關鍵,側重於處理復雜、多次超靜定結構和幾何非綫性問題。 第五章:結構位移法與力法: 詳盡闡述位移法(剛度法)和力法(柔度法)的理論基礎。通過位移法矩陣的構建,係統展示如何利用計算機求解大型結構體係的內力和位移,包括對超靜定結構的求解過程。 第六章:綫彈性結構體係的計算: 引入矩陣分析法在結構分析中的應用,側重於有限元分析(FEA)的前身和基本單元構建思想。分析桁架、框架和薄闆結構在彈性範圍內的精確響應。 第七章:結構穩定性分析: 探討構件和整體結構失穩的機理。詳細推導歐拉臨界屈麯荷載公式,並結閤李特爾(Littlest’s)法則和規範中的考慮,分析在偏心荷載、側嚮約束缺失等不利條件下的實際失穩載荷。 第八章:幾何非綫性與材料非綫性基礎: 介紹結構分析從綫性假設嚮更真實世界模型過渡的關鍵概念。講解P-Delta效應(二階效應)在框架結構中的重要性,以及塑性鉸的概念在極限承載力分析中的應用。 --- 第三部分:鋼結構設計與連接 (Steel Structures Design and Connections) 本部分專注於現代鋼結構的設計理念、構件承載力確定及連接節點的設計與詳圖。 第九章:鋼結構設計基本原則與抗拉構件: 闡述基於性能的設計(LFRD/ASD)方法論,重點分析鋼梁、鋼柱的抗拉承載力計算,包括端部和腹闆的局部穩定問題。 第十章:鋼梁的抗彎與抗剪設計: 深入分析工字型截麵在彎麯作用下的塑性屈服、側嚮扭轉屈麯(LTB)的判彆與控製,並結閤剪力滯後理論進行剪切承載力校核。 第十一章:鋼柱的承載力與穩定性: 詳細介紹組閤構件(如箱型柱、組閤H型柱)的強度設計,以及在不同端部條件的支撐下,細長柱的有效長度係數確定與整體穩定性校核。 第十二章:鋼結構連接技術: 詳解高強度螺栓連接(承壓型與摩擦型)的設計計算,焊縫連接(角焊縫、坡口焊縫)的強度校核,以及節點闆的設計細節。強調連接的構造要求與施工可操作性。 --- 第四部分:鋼筋混凝土結構設計 (Reinforced Concrete Design) 本部分側重於二十世紀以來應用最廣泛的結構材料——鋼筋混凝土的設計理論,涵蓋極限狀態設計方法。 第十三章:鋼筋混凝土材料性能與配閤比: 探討混凝土的強度發展、耐久性要求,以及鋼筋的錨固長度、搭接長度的構造要求。 第十四章:鋼筋混凝土梁的極限狀態設計: 詳細解析梁截麵彎矩抵抗能力的計算,包括正常使用極限狀態(抗裂、抗撓度)與破壞極限狀態(抗彎、抗剪)的分析。引入雙筋截麵與T型截麵的設計。 第十五章:鋼筋混凝土柱與剪力牆設計: 講解柱的軸壓、偏心受壓承載力計算,特彆關注柱在框架中的“短柱”與“長柱”判彆。係統介紹剪力牆在水平荷載作用下的內力分配與配筋設計。 第十六章:基礎結構設計: 覆蓋淺基礎(獨立基礎、條形基礎、筏闆基礎)和深基礎(樁基礎)的設計原理。重點闡述地基承載力的確定、基礎底闆的配筋與地基反力計算。 --- 第五部分:結構動力學與抗震設計 (Structural Dynamics and Seismic Design) 本部分是理解現代高層建築和重要基礎設施(如大跨度橋梁)如何抵抗時變荷載(風、地震)的關鍵。 第十七章:結構動力學基礎: 建立單自由度與多自由度係統的振動方程。計算結構的自振頻率、周期和主振型,這是進行所有動力分析的前提。 第十八章:地震作用分析方法: 區分反應譜法、振型分解反應譜法(SRSA)與時程分析(Time History Analysis)。詳細解釋反應譜的構造及其在設計中的應用,強調場地效應的影響。 第十九章:抗震設計原理與性能化設計: 介紹抗震構造措施,如強柱弱梁、良好延性連接等概念。探討基於性能的抗震設計(PBEE)理念及其在關鍵結構單元的實施。 --- 第六部分:現代結構工程的新視野 (Frontiers in Structural Engineering) 本部分展望結構工程領域的未來發展趨勢,特彆是對可持續性和先進材料的關注。 第二十章:預應力混凝土與新型結構體係: 講解預應力混凝土(後張法與先張法)的原理、應力損失計算與應用優勢。簡要介紹減隔震技術、阻尼器在提升結構抗震性能中的作用,以及如何將綠色、低碳材料納入結構設計考量。 --- 本書特點: 1. 理論深度與工程應用並重: 每章理論推導後均附有詳細的工程實例,使用實際工程數據進行案例分析,使讀者能夠直接將理論應用於實際設計規範。 2. 規範銜接性強: 結閤國際先進設計理念,同時提供主要國傢規範的對應章節或附錄,確保其作為工程參考書的實用價值。 3. 圖錶豐富: 全書包含數百張清晰的結構示意圖、應力雲圖和荷載作用圖,輔助抽象概念的理解。 4. 麵嚮實踐: 側重於“如何設計”和“如何驗證”,而非純粹的數學推導,幫助讀者跨越從學術到執業工程師的鴻溝。 《建築結構工程:原理、分析與實踐》 不僅僅是一本教科書,更是結構工程師案頭必備的、涵蓋從基礎到前沿的權威參考工具。它將引導讀者掌握設計安全、經濟、可靠的現代建築與基礎設施的能力。