地理信息係統理論與應用叢書：空間分析建模與原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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硃長青，史文中 著

圖書標籤:

• 地理信息係統
• 空間分析
• 空間建模
• GIS理論
• GIS應用
• 地理學
• 遙感
• 地圖學
• 數據分析
• 空間統計

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030168863

版次：1

商品編碼：11883024

包裝：平裝

叢書名： 地理信息係統理論與應用叢書

開本：16開

齣版時間：2006-05-01

用紙：膠版紙

頁數：208

字數：308000

正文語種：中文

內容簡介

　　空間分析是地理信息係統（GIS）的重要功能之一，也是評價一個GIS功能的主要指標之一。建立有效的空間分析模型，為GIS提供多的更強大的功能，已成為當前GIS研究和應用中十分重要的任務。
　　《地理信息係統理論與應用叢書：空間分析建模與原理》是作者在從事空間分析基本理論、模型和方法的研究和教學基礎上撰寫完成的。書中對空間分析建模和原理進行瞭討論，內容包括空間分析基本概念、數學基礎、空間疊置分析模型、緩衝區分析模型、統計分析模型、網絡分析模型、數字高程模型建模及其精度分析模型、三維地形分析模型、小波分析應用模型等。在模型論述中，特彆著重建模的思想、原理的闡述，方法的推導，同時充分應用瞭數學的思想和觀點去建立空間分析的模型和方法。
　　《地理信息係統理論與應用叢書：空間分析建模與原理》可作為GIS相關專業的本科生和研究生的教材，也可作為GIS領域科研、教學、研發人員的參考書。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1章 概論
1．1 引言
1．2 空間數據
1．2．1 地理實體的特徵
1．2．2 空間數據的類型
1．2．3 空間數據的特性
1．2．4 空間數據的錶示模型
1．3 空間分析的定義與內容
1．3．1 空間分析的定義
1．3．2 空間分析的內容
1．4 空間模型與數學模型
1．4．1 空間模型
1．4．2 空間分析模型
1．4．3 數學模型
1．5 空間分析與GIS
1．6 空間分析與數學基礎
1．6．1 數值計算方法
1．6．2 圖論
1．6．3 分形
1．6．4 小波分析
1．7 本書內容安排

第2章 數學基礎
2．1 -元函數插值與逼近
2．1．1 引言
2．1．2 n次代數插值多項式
2．1．3 埃爾米特插值多項式
2．1．4 分段低次插值
2．1．5 樣條函數插值
2．1．6 等距B樣條函數插值
2．1．7 麯綫擬閤的最小二乘法
2．2 二元函數插值與逼近
2．2．1 引言
2．2．2 矩形區域上的代數插值逼近
2．2．3 矩形區域上的樣條插值逼近
2．2．4 矩形區域上的最小二乘逼近
2．2．5 三角形區域上的插值逼近
2．2．6 移動麯麵擬閤法
2．3 數值微分
2．3．1 -元函數的數值微分
2．3．2 二元函數的數值微分
2．4 圖論基礎
2．4．1 圖
2．4．2 樹
2．4．3 最短路徑和最小生成樹
2．4．4 有嚮圖及其矩陣錶示
2．5 分形基本理論
2．5．1 測度與分維
2．5．2 分維估值方法
2．5．3 無標度域
2．5．4 綫狀要素分維估值
2．5．5 分形插值
2．6 小波分析基礎
2．6．1 連續小波變換
2．6．2 正交小波基和多尺度分析
2．6．3 小波正交分解
2．6．4 多進製小波
2．6．5 其他

第3章 疊置分析模型
3．1 基本概念
3．1．1 基本思想
3．1．2 空間邏輯運算
3．1．3 空間邏輯運算規律
3．2 視覺信息疊置分析
3．3 矢量數據疊置分析
3．3．1 矢量數據疊置分析類型
3．3．2 點與點的疊置
3．3．3 點與綫的疊置
3．3．4 點與多邊形的疊置
3．3．5 綫與綫的疊置
3．3．6 綫與多邊形的疊置
……
第4章 緩衝區分析模型
第5章 統計分析模型
第6章 網絡分析模型
第7章 DEM錶麵建模及精度分析模型
第8章 三維地形分析模型
第9章 小波分析應用模型
主要參考文獻

前言/序言

《地理信息係統理論與應用叢書：空間分析建模與原理》 叢書導言： 本叢書旨在係統梳理地理信息係統（GIS）領域的核心理論、前沿技術與實際應用，特彆關注空間分析、建模及其背後的數學與計算原理。隨著數字化時代的深入，GIS已不再僅僅是地圖繪製工具，而是驅動決策、優化資源配置、揭示復雜空間過程的關鍵技術。本捲《空間分析建模與原理》正是構建這一知識體係的基石。它深入探討瞭如何將現實世界的復雜性抽象為可計算的模型，以及如何運用這些模型解決實際問題。 第一部分：空間分析的理論基石與數學基礎 本部分聚焦於空間分析得以成立的底層邏輯與數學支撐。 第一章：空間數據的內在屬性與度量 本章首先界定瞭地理空間數據的基本概念，包括其離散性、連續性與時空依賴性。重點闡述瞭空間對象（點、綫、麵）的拓撲關係（連通性、鄰接性、包含性）的數學定義與運算規則。不同於傳統的數據分析，空間分析必須考慮尺度效應和觀測偏差，因此，本章詳細討論瞭空間異質性（Spatial Heterogeneity）的概念，並介紹瞭描述空間分布模式的統計方法，如最近鄰指數（Nearest Neighbor Index）和空間自相關係數（Moran's I, Geary's C），為後續建模提供瞭量化工具。 第二章：空間數據的幾何運算與拓撲重建 深入探討瞭GIS中的核心幾何操作，包括疊加分析（Overlay Analysis）——如聯閤（Union）、相交（Intersection）和差集（Difference）的精確算法。特彆關注瞭拓撲一緻性在空間數據管理中的重要性，講解瞭如何檢測並修復拓撲錯誤，例如懸掛節點（Dangling Nodes）和間隙（Gaps）。此外，緩衝區分析（Buffering）的原理不再局限於簡單的距離計算，而是擴展到基於成本或時間加權的空間可達性分析。 第三章：空間插值與錶麵建模的數學原理 本章是處理連續場數據（如高程、溫度、汙染濃度）的關鍵。詳細剖析瞭經典的插值方法，如反距離加權法（IDW）及其局限性。核心內容放在瞭地統計學（Geostatistics）方法上，特彆是剋裏金插值（Kriging）。剋裏金基於最優綫性無偏估計（BLUE）原理，其核心在於半變異函數（Semivariogram）模型的構建、擬閤與驗證。本章將嚴格推導不同類型的剋裏金模型（普通剋裏金、簡單剋裏金、泛剋裏金）的數學公式，並討論如何選擇閤適的變異函數模型（球狀、指數、高斯模型）以反映真實的底層空間變異結構。 第二部分：核心空間分析模型與算法 本部分將理論轉化為具體的分析技術和模型構建流程。 第四章：基於網絡的空間分析模型 本章專門處理綫性參考係統上的問題，如交通網絡、水係網絡。重點分析瞭網絡拓撲結構（如雙嚮邊、單嚮邊、節點）的構建與錶示。核心算法包括最短路徑問題（Dijkstra算法、Floyd-Warshall算法）在不同成本函數（距離、時間、費用）下的應用。更高級的主題包括服務區分析（Service Area Analysis，基於時間或距離的覆蓋範圍）和迴溯路徑分析（Trace Analysis），這對於應急響應和物流規劃至關重要。 第五章：空間統計建模與迴歸分析 超越描述性統計，本章進入推斷性空間統計領域。詳細講解瞭空間迴歸模型的必要性，即如何處理傳統最小二乘法中普遍存在的空間自相關問題。內容涵蓋空間滯後模型（Spatial Lag Model, SLM）和空間誤差模型（Spatial Error Model, SEM）的估計方法，包括最大似然法（ML）和廣義矩估計（GMM）。此外，引入瞭地理加權迴歸（Geographically Weighted Regression, GWR）的概念，用以捕捉參數在空間上的非平穩性（Non-stationarity），實現局部化的關係探究。 第六章：空間過程模擬與元胞自動機 本章麵嚮動態和演化過程的建模。從概率論的角度齣發，闡述瞭如何使用馬爾可夫鏈（Markov Chains）模擬土地利用變化等狀態轉移過程。重點介紹瞭元胞自動機（Cellular Automata, CA）的基本規則、鄰域定義和時間步進機製。通過實例，如城市擴張模擬或火災蔓延模擬，展示如何將局部交互規則集成到自下而上的宏觀過程模擬中，並討論模型的校準與敏感性分析方法。 第三部分：空間分析的應用與前沿展望 本部分將技術框架與實際應用場景相結閤，並探討未來的發展方嚮。 第七章：麵嚮決策支持的空間優化模型 本章關注如何利用GIS工具優化資源配置和選址問題。主要內容包括設施選址模型（如P-Median, Maximal Covering Location Problem）的建立，這些問題通常被轉化為整數規劃問題（Integer Programming）。討論如何將空間成本函數（如交通成本、覆蓋半徑）嵌入到這些優化模型中，並介紹求解算法（如啓發式算法、禁忌搜索）。 第八章：高維空間分析與時空數據融閤 隨著傳感器技術的發展，空間數據日益復雜，本章探討瞭超越二維平麵的分析需求。內容涵蓋三維GIS中的體數據（Volumetric Data）處理，如地下水流模型的可視化與分析。同時，重點介紹時空立方體（Spatiotemporal Cube）的概念，以及如何應用時空平滑技術（如時空核密度估計）來識彆動態事件的聚集區域。 總結與展望： 本捲《空間分析建模與原理》為讀者提供瞭從基礎數學原理到復雜模型實現的完整知識路徑。它強調的不僅僅是“如何操作軟件”，更是“為何這樣操作”——即理解模型背後的計算約束與統計假設。掌握這些原理，是實現有效、可靠、科學的空間決策支持係統的核心能力。未來的發展將更加依賴於大數據、深度學習與GIS的深度融閤，要求分析師具備更強的跨學科建模思維。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最大收獲，是它讓我理解瞭 GIS 的“為什麼”和“如何做”的更深層含義。在理論構建上，它並沒有止步於對各種算法的介紹，而是深入探討瞭空間分析背後的哲學思想和數學基礎。例如，對於空間權重的選擇、距離衰減函數的設定等看似簡單的問題，書中都進行瞭非常詳盡的討論，並分析瞭不同選擇對分析結果的影響。這讓我意識到，空間分析並非簡單的“輸入-輸齣”過程，而是包含著豐富的決策和權衡。在建模應用方麵，這本書展示瞭如何將這些理論和方法巧妙地融入到實際的 GIS 項目中。書中提供的案例，從城市擴張的模擬到自然災害的風險評估，都清晰地展示瞭空間分析模型如何幫助我們理解復雜的地理現象，並為決策提供科學依據。我尤其喜歡書中對“多尺度分析”和“不確定性分析”的闡述，這讓我看到瞭 GIS 在處理復雜、動態的現實世界時的強大能力。這本書的深度和嚴謹性，使得它不僅僅是一本教科書，更像是一位經驗豐富的導師，在我學習 GIS 的道路上給予瞭我很多啓發和指導。

評分☆☆☆☆☆

這套書給我帶來的震撼，遠超我的預期。我一直以為 GIS 隻是一個工具，一個繪製地圖、管理數據的軟件，但當我翻開這套《地理信息係統理論與應用叢書：空間分析建模與原理》時，我纔意識到自己是多麼的狹隘。這本書讓我看到瞭 GIS 深邃的理論內核，它不僅僅是操作層麵的技術，更是一種看待和理解世界的方式。從最基礎的空間數據結構，到復雜的空間統計和機器學習在 GIS 中的應用，每一個章節都像是在為我打開一扇新的大門。我尤其喜歡關於空間插值方法的那幾章，它將抽象的數學模型與現實的地理現象緊密聯係起來，讓我理解瞭為什麼我們能夠“預測”未知區域的屬性，以及這些預測的局限性。書中的案例分析也非常生動，並非簡單的羅列，而是深入剖析瞭如何將理論應用於實際問題，例如城市規劃、環境監測等，讓我對 GIS 的實際價值有瞭更深刻的認識。這本書的語言嚴謹而不失可讀性，對於我這樣一個非科班齣身的 GIS 愛好者來說，無疑是一本絕佳的入門和進階指南。它沒有迴避那些復雜的理論和數學公式，但通過清晰的解釋和恰當的比喻，使得這些內容變得易於理解，甚至充滿瞭智慧的啓發。讀完後，我對 GIS 的認識已經上升到瞭一個新的高度，它不再是一個冰冷的工具箱，而是一個充滿生命力和智慧的科學體係。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的內容深度和廣度確實超乎瞭我的想象，它不僅僅是提供瞭一些操作指南，而是真正深入到瞭 GIS 的“靈魂”層麵。在理論部分，作者對空間數據模型、空間關係的刻畫以及空間過程的模擬進行瞭非常係統的梳理，讓我對 GIS 的內在邏輯有瞭更清晰的認識。例如，關於拓撲關係和非拓撲關係的討論，以及不同空間數據模型（矢量、柵格、TIN等）的優缺點和適用場景，都得到瞭非常詳盡的解釋。而當涉及到空間分析建模時，這本書更是把我帶入瞭另一個世界。我以前隻是知道一些基礎的空間分析工具，但這本書則從更宏觀的視角，介紹瞭如何構建復雜的空間模型來解決現實問題。從基礎的幾何運算，到高級的空間計量經濟學模型，再到時空數據分析，作者都給齣瞭嚴謹的推導和生動的案例。我尤其對書中關於“地理本體論”和“空間認知”的討論印象深刻，這讓我開始思考，我們如何用 GIS 來更好地理解和模擬人類的認知過程，以及地理知識的錶達和推理。這本書的難度確實不小，但每一頁都充滿瞭信息量，每一次閱讀都像是在攀登一座知識的高峰，讓我充滿瞭挑戰的樂趣和成就感。

評分☆☆☆☆☆

這本書就像是一場引人入勝的學術之旅，我沉浸其中，樂此不疲。它在空間分析建模的原理部分，深入淺齣地介紹瞭各種經典和前沿的建模技術，從傳統的疊加分析、緩衝區分析，到更高級的空間迴歸、地理加權迴歸，甚至是機器學習算法在地理空間數據挖掘中的應用，都進行瞭詳盡的闡述。我特彆欣賞書中對模型假設、適用條件以及結果解釋的細緻分析，這避免瞭盲目套用模型可能帶來的誤導。例如，在討論空間自相關性時，作者不僅解釋瞭莫蘭指數（Moran's I）的計算方法，還深入探討瞭其背後的統計學原理以及在實際應用中如何解讀其含義，這對於理解地理現象的空間聚集或擴散規律至關重要。此外，書中提供的案例研究，涵蓋瞭從生態學到社會經濟學等多個領域，展示瞭空間分析模型如何有效地解決實際問題，例如預測傳染病傳播路徑、評估環境風險、優化交通網絡等。這些案例不僅增添瞭閱讀的趣味性，更重要的是讓我看到瞭理論知識轉化為實際效益的巨大潛力。這本書並非僅僅停留在理論層麵，而是強調理論與實踐的結閤，這使得它對於希望深入理解 GIS 空間分析精髓的讀者來說，具有不可替代的價值。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始我拿到這套書時，有些擔心它過於學術化，可能會枯燥難懂。但當我真正翻開閱讀後，我纔發現我的擔憂是多餘的。書中對於空間分析建模的講解，雖然基於嚴謹的理論，但卻能夠用非常形象生動的方式來呈現。例如，在介紹空間插值方法時，作者不僅給齣瞭數學公式，還通過生動的比喻和圖示，讓我能夠直觀地理解不同方法的原理和差異。書中關於空間統計學和機器學習在 GIS 中的應用部分，更是讓我大開眼界。我之前對這些領域知之甚少，但這本書通過大量的實例，展示瞭如何利用這些強大的工具來發現地理數據中隱藏的規律。我特彆喜歡其中關於“空間句法”和“行為地理學”的章節，這讓我開始從新的角度來審視城市空間和人類活動的關係。這本書的結構也非常閤理，循序漸進，讓我在掌握瞭基礎理論後，能夠逐步深入到更復雜的建模技術。它就像是一部引人入勝的科幻小說，讓我在這個 GIS 的世界裏不斷探索，不斷發現新的驚喜。