地理信息系统导论 [Introductory Geographic Information Systems]

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[美] John,R.,Jensen(约翰,R.,詹森) ... 著,王淑晴 等 译
图书标签:
  • GIS
  • 地理信息系统
  • 遥感
  • 空间分析
  • 地图学
  • 地理学
  • 计算机科学
  • 数据科学
  • 环境科学
  • 测绘科学
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121282904
版次:1
商品编码:11908445
包装:平装
外文名称:Introductory Geographic Information Systems
开本:16开
出版时间:2016-04-01
用纸:轻型纸
页数:332
字数:531000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

适读人群 :全书简单明了,图例丰富,并配有丰富的教学课件供教师和学生选择,可作为GIS专业及相关专业学生的教材,也可供相关技术人员参考。

本书简要介绍与GIS相关的基本原理,主要内容包括GIS简介、参照系、GIS数据、数据质量、空间数据模型和数据库、矢量和栅格数据的空间分析、网络分析、统计和空间数据测量、三维数据的空间分析、使用GIS制图、GIS硬件/软件和编程、未来展望等。

内容简介

地理信息系统是指输入、显示和分析空间数据,进而求解空间问题的系统,广泛用于网络分析、环境调查、土地利用、交通规划、地形可视化、海平面上升预测、商务定位等领域。本书是GIS科学专业学生的教材,内容涉及GIS简介、地理坐标参考、GIS数据获取、数据质量、空间数据模型与数据库、矢量和栅格数据的空间分析、网络分析、统计与空间数据测度、三维数据的空间分析、GIS制图、GIS硬/软件和程序设计、未来展望等。

作者简介

John R. Jensen

加州大学富勒顿分校地理学学士,杨百翰大学硕士,加州大学洛杉机分校博士;南卡罗来纳大学地理学教学名师,GIS与遥感实验室副主任,《GIS科学与遥感》杂志主编;摄影测量专家,曾任美国摄影和遥感学会地理空间信息分会主席;获SAIC John E. Estes Memorial教学奖、美国地质调查局/美国航空航天局William T. Pecora奖、美国地理学家协会终生成就奖。主持完成NASA、DOE和NOAA的项目50余项,著有《数字图像处理导论:遥感视角(第3版)》、《环境遥感:地球资源视角(第2版)》等教材,发表文章130多篇。


Ryan R. Jensen

杨百翰大学制图与GIS学士、地理学硕士,佛罗里达大学地理学和GIS博士。杨百翰大学地理学副教授,地理信息系统认证专家,《应用地理学》主编。

王淑晴,博士,中国地质大学教授,长期从事地理信息系统的研究与应用工作,发表论文多篇,专著多部,在地理信息系统于地质学等领域的应用中,取得了很多高质量的成果。

目录

目录
第1章 GIS简介 1
1.1 什么是空间数据 1
1.2 空间问题 3
1.3 GIS空间数据的组织方式 4
1.3.1 离散型地理要素 4
1.3.2 连续型地理要素 4
1.3.3 面域型地理要素 5
1.4 矢量与栅格数据结构 6
1.4.1 矢量数据结构 6
1.4.2 栅格数据结构 6
1.4.3 空间数据基础设施 6
1.5 GIS标准定义与非标准定义 8
1.6 对GIS的误解 9
1.6.1 GIS仅是一个图形处理软件或
计算机辅助设计(CAD)程序 10
1.6.2 GIS仅是一个地图制图程序 10
1.6.3 GIS仅是无理论基础的软件包 10
1.6.4 传统纸质地图与GIS一样用途
广泛 10
1.6.5 GIS与其他系统相比并无区别 12
1.7 GIS组成 12
1.7.1 GIS硬件 12
1.7.2 GIS软件 13
1.7.3 人件(活件) 14
1.7.4 GIS数据 14
1.8 GIS发展趋势 15
1.9 GIS产业 15
1.9.1 GIS软件开发行业 15
1.9.2 GIS数据采集行业 15
1.9.3 GIS增值服务行业 16
1.10 GIS行业就业情况 16
1.11 GIS行业投资情况 17
1.12 本书的组织结构 17
1.13 小结 18
复习题 18
关键术语 18
参考文献 19
第2章 空间参照系 21
2.1 概述 21
2.2 基准面 21
2.3 椭球 21
2.4 大地水准面 22
2.4.1 水平基准面 23
2.4.2 高程基准面 23
2.5 坐标系 24
2.5.1 笛卡儿坐标系 24
2.5.2 经度和纬度 25
2.6 地球仪 26
2.7 地图投影 27
2.7.1 地图投影中使用的可展曲面 29
2.7.2 圆柱地图投影 29
2.7.3 方位(平面)地图投影 32
2.7.4 圆锥投影 34
2.7.5 其他投影和坐标系 36
2.7.6 自定义地图投影 38
2.8 天梭指标 39
2.9 小结 41
复习题 41
关键术语 42
参考文献 42
第3章 GIS数据 44
3.1 概述 44
3.2 地面数据采集 44
3.2.1 全球定位系统(GPS) 44
3.2.2 地面数据测量 50
3.2.3 地面数据采样或人口调查 55
3.2.4 传统空间信息的数字化 57
3.3 遥感数据采集 62
3.3.1 遥感信息处理 63
3.3.2 分辨率要求 63
3.3.3 遥感术语 68
3.3.4 航空摄影测量 69
3.3.5 多光谱遥感 72
3.3.6 高光谱遥感 75
3.3.7 热红外遥感 76
3.3.8 LiDAR遥感 78
3.3.9 RADAR遥感 81
3.4 遥感数据分析 84
3.4.1 模拟(可视)图像处理 84
3.4.2 数字图像处理 84
3.5 小结 85
复习题 85
关键术语 85
参考文献 86
第4章 数据质量 88
4.1 概述 88
4.2 元数据 88
4.2.1 元数据的要素 88
4.2.2 FGDC的元数据标准 89
4.2.3 元数据和GIS软件 89
4.2.4 其他元数据问题 89
4.3 准确度和精度 90
4.4 地理空间数据的误差类型 90
4.4.1 属性错误 91
4.4.2 定位误差 94
4.4.3 拓扑错误 95
4.4.4 时间准确度 96
4.4.5 误差可视化 97
4.4.6 误差传播 97
4.4.7 区群谬误 98
4.4.8 可塑性面积单元问题 99
4.5 小结 100
复习题 100
关键术语 100
参考文献 101
第5章 空间数据模型和数据库 102
5.1 概述 102
5.2 GIS数据模型 102
5.3 矢量数据 103
5.3.1 点要素 103
5.3.2 线要素 103
5.3.3 面(多边形)要素 103
5.3.4 比例尺要素 103
5.3.5 拓扑属性 105
5.3.6 地理关系矢量模型 106
5.3.7 基于对象的矢量模型 108
5.4 栅格数据 109
5.4.1 栅格单元值 109
5.4.2 单元格大小 109
5.4.3 栅格地理参照系 110
5.4.4 栅格文件格式 111
5.5 矢量与栅格数据模型的转换 111
5.5.1 矢量-栅格转换 111
5.5.2 栅格-矢量转换 111
5.6 数据库 113
5.6.1 平面文件 114
5.6.2 关系数据库 114
5.6.3 不同的数据库关系 114
5.6.4 关联与连接 115
5.6.5 栅格数据库 116
5.6.6 属性数据类型 116
5.6.7 添加和删除属性字段 116
5.6.8 数据输入 117
5.6.9 外部数据库集成 117
5.7 数据查询 117
5.7.1 属性查询 117
5.7.2 位置查询 118
5.7.3 数据查询的融合 118
5.7.4 新数据层 118
5.8 小结 119
复习题 119
关键术语 120
参考文献 121
第6章 矢量数据和栅格数据的空间分析 122
6.1 概述 122
6.2 矢量数据分析 122
6.2.1 矢量数据的缓冲区分析 122
6.2.2 缓冲区分析的类型 125
6.2.3 矢量数据的叠加 127
6.3 栅格数据分析 136
6.3.1 栅格距离量测运算 136
6.3.2 局部运算 139
6.3.3 邻域运算 148
6.3.4 区域运算 155
6.4 小结 157
复习题 157
关键术语 158
参考文献 159
第7章 网络分析 160
7.1 概述 160
7.2 地理编码 161
7.2.1 地理编码的组成 162
7.2.2 预处理 163
7.2.3 地址匹配 163
7.2.4 地理编码质量 164
7.3 网络类型 165
7.3.1 (无向)交通网络 165
7.3.2 (有向)几何设施网络 165
7.4 (无向)交通网络分析 165
7.4.1 建立拓扑正确的交通(无向)
网络地理数据库 165
7.4.2 网络分析问题:最优路线(最短
路径) 167
7.4.3 网络分析问题:推销员的最优
路线 172
7.4.4 网络分析问题:最近的设施
在哪 173
7.4.5 网络分析问题:如何确定特殊
设施的服务区域 174
7.4.6 网络分析问题:设施位置的区位
配置模型 178
7.4.7 网络分析问题:最大市场
占有率 181
7.4.8 网络分析问题:目标市场
占有率 183
7.5 几何设施(有向)网络分析 184
7.5.1 建立拓扑正确的几何设施(有向)数据集 185
7.5.2 网络分析问题:设施网络中的
流向 187
7.5.3 网络分析问题:在设施网络中
追踪边、接口的上游或下游 187
7.5.4 国家水文数据集犹他州瓦萨奇
山脉钻石叉河部分 189
7.5.5 网络分析问题:在设施网络中
使用障碍 189
7.5.6 网络分析问题:网络示意图 190
7.6 小结 190
复习题 190
关键术语 191
参考文献 192
第8章 统计和空间数据量算 193
8.1 概述 193
8.2 长度(距离)量算 193
8.2.1 基于勾股定理的直线
距离量算 193
8.2.2 曼哈顿距离量算 194
8.2.3 其他因素 195
8.3 多边形周长和面积的量算 196
8.3.1 周长量算 196
8.3.2 多边形面积量算 197
8.4 描述性统计 198
8.5 描述性空间统计 200
8.5.1 均值中心 201
8.5.2 标准距离 201
8.6 空间自相关 201
8.7 点模式分析 204
8.7.1 样方分析 204
8.7.2 最近邻点分析 206
8.8 小结 209
复习题 209
关键术语 210
参考文献 210
第9章 三维数据空间分析 212
9.1 概述 212
9.2 三维数据的矢量表示和处理 213
9.2.1 不规则三角网(TIN)数据
结构 213
9.2.2.TIN表面处理 214
9.3 三维数据的栅格表示和处理 216
9.3.1 空间插值 216
9.3.2 栅格三维数据的表面处理 226
9.4 小结 228
复习题 228
关键术语 229
参考文献 229
第10章 GIS制图 231
10.1 概述 231
10.2 地理学家/制图师 231
10.3 制图学的历史 231
10.3.1 最古老的地图 232
10.3.2 中世纪的TO地图 232
10.3.3 公元150年托勒密的
《地理》 232
10.3.4 探索、打印和地图集的
时代 233
10.3.5 现代地图制作 235
10.4 制图过程 236
10.5 要素类型和测量尺度 237
10.5.1 要素类型 237
10.5.2 地理测量尺度 238
10.6 地图设计基础 239
10.6.1 地图组成(布局) 240
10.6.2 标题 240
10.6.3 排版 240
10.6.4 专题内容和图形背景关系 241
10.6.5 指北针与罗盘 242
10.6.6 比例尺 242
10.6.7 图例 243
10.6.8 格网或参考网格 243
10.6.9 地理空间元数据 244
10.7 点状数据制图 244
10.7.1 使用简单符号的点状制图 244
10.7.2 渐变色点状制图 245
10.7.3 比例或渐变符号点状制图 245
10.7.4 标准化点状符号 246
10.8 线状数据制图 247
10.8.1 使用简单线状符号和颜色的
线状制图 248
10.8.2 使用渐变(比例)线状符号的
流量图 249
10.8.3 等值线制图 250
10.9 面状数据制图 252
10.9.1 无行政单元边界限制的空间
数据的专题制图 252
10.9.2 具有行政单元限制的空间数据
专题制图:等值区域制图 254
10.10 摄影地图、正射摄影地图、影像
地图、正射影像地图 258
10.10.1 无控制摄影地图(相片镶嵌)和影像地图 258
10.10.2 控制的摄影地图和影像
地图 259
10.10.3 正射相片、正射相片地图、
正射影像和正射影像地图 260
10.11 小结 262
复习题 262
关键术语 263
参考文献 264
第11章 GIS硬件/软件和编程 266
11.1 概述 266
11.2 GIS硬件 266
11.2.1 计算机类型 266
11.2.2 中央处理器(CPU) 267
11.2.3 存储器(只读和随机存取) 268
11.2.4 操作系统 268
11.2.5 显示器 268
11.2.6 输入设备 268
11.2.7 输出设备 269
11.2.8 GIS实验室 269
11.2.9 GIS数据的存储与组织 269
11.3 GIS软件注意事项 270
11.3.1 GIS软件 270
11.3.2 成本 272
11.3.3 操作系统 272
11.3.4 数据采集和数据格式 272
11.3.5 矢量、栅格和GPS数据
融合 273
11.3.6 数据库管理 273
11.3.7 制图输出 273
11.3.8 GIS软件支持 273
11.3.9 手持GIS 275
11.4 编程和GIS 275
11.4.1 何时进行编程 276
11.4.2 计算机编程基础 276
11.4.3 GIS编程集成 278
11.4.4 独立GIS编程的应用 278
11.5 小结 280
复习题 280
关键术语 280
参考文献 280
第12章 展望未来 282
12.1 概述 282
12.2 GIS职业和教育 282
12.2.1 公共与私营部门的GIS
职业 282
12.2.2 专业组织协会 284
12.2.3 其他测绘科学(地学技术)
知识 286
12.2.4 GIS证书、认证和许可 286
12.2.5 继续教育 288
12.3 GIS技术发展趋势 288
12.3.1 云计算和GIS 288
12.3.2 网络GIS 289
12.3.3 移动GIS 291
12.3.4 自发地理信息 291
12.3.5 数据格式和标准的改进 292
12.3.6 三维可视化 293
12.4 地理空间公共访问和法律问题 293
12.4.1 公共数据访问 293
12.4.2 GIS数据有限责任 296
12.4.3 第四隐私权修正案的思考 297
12.5 遥感和GIS的集成 298
12.5.1 数据采集平台的发展 299
12.5.2 遥感系统的发展 299
12.5.3 数字图像处理进展 299
12.6 小结 300
复习题 300
关键术语 300
参考文献 301

附录A 地理空间信息来源 303
A.1 目录 303
A.1.1 联邦地理空间数据库 303
A.1.2 开源自发地理信息库 303
A.1.4 数字高程数据 303
A.1.5 水文数据 303
A.1.6 土地利用/土地覆盖和生物多
样性/栖息地数据 303
A.1.7 网络(道路)和人口统计
数据 304
A.1.8 遥感数据 304
A.2 联邦地理空间数据库 304
A.2.1 USGS EarthExplorer 304
A.2.2 USGS的The National Map 304
A.2.3 Geo.Data.gov 305
A.2.4 美国人口统计局 306
A.3 开源自发地理信息库 307
A.3.1 OpenStreetMap 307
A.4 商用地理空间数据库 308
A.4.1 Esri ArcGIS Online 308
A.5 数字高程数据 308
A.6 水文数据 309
A.7 土地利用/土地覆盖和生物多样性/
栖息地数据 309
A.8 网络(道路)和人口统计数据 309
A.9 遥感数据 309
A.10 各州的GIS数据交换中心 309
参考文献 310

前言/序言

译 者 序

地理信息系统(GIS)是一门潜力无限的新兴边缘交叉学科,它通过输入、处理、分析和显示空间数据来解决空间位置的相关问题。随着计算机、空间和互联网等支撑技术的发展,地理信息系统已从一种工具、方法或技术,飞速发展为一门科学,并得到了广泛应用。在全世界的中学、学院和大学中,都在讲授GIS的相关课程。如今,GIS已成为全球拥有数百万从业人员和数百亿美元的产业。国家测绘地理信息局在“十三五”期间我国测绘地理信息工作的重点任务目标中明确提出,我国地理信息产业将保持年均20%以上的增长速度,2020年总产值将超过8000亿元人民币。在“十三五”的开局之年,我们很荣幸将这本“科普版”的地理信息系统书籍介绍给广大读者。

本书涵盖了与地理信息系统相关的基本原理、概念及其在各领域的应用实例,内容深入浅出,相对复杂的地理信息科学原理都用简单明晰的概念和丰富的应用实例加以讲解,适用于对地理信息系统和空间分析没有任何概念的读者。希望能有更多的人通过阅读本书,对地理信息系统有更深入的了解,并建立正确的概念。

全书共12章,其中王淑晴、高方红翻译第1章和第2章,王淑晴、辛鑫翻译第3章和第4章,王淑晴、张学文翻译第5章和第6章,孙翠羽、林慧翻译第7章和第8章,孙翠羽、胡科林翻译第9章和第10章,孙翠羽、崔媛媛翻译第11章和第12章。王淑晴和孙翠羽分别负责全书的前后期审校工作,郑新奇负责全书的统筹工作。本书能够顺利出版,得到了电子工业出版社的大力支持,在此表示衷心的感谢。

GIS本身的内容纷繁庞杂,涉及的学科和应用领域跨度巨大,这无疑增大了翻译工作的难度。由于时间仓促,译者水平有限,难免存在疏漏和不当之处,恳请广大读者批评指正。译者联系方式:010-82321807,电子邮件:w_sq_2002@163.com。


译 者



前 言

地理信息系统(GIS)用于输入、显示和分析空间数据,进而求解空间问题。地理信息系统与测地学、测量学、制图学和遥感共同组成了测绘科学。由于地理空间数据质量、空间分析算法和计算机硬件的提升,使用地理信息系统来求解重要地理空间问题正日益增长。

基于上述改进,地理信息系统已广泛应用于各个领域,如网络分析、环境研究、土地利用和交通规划、地形可视化、海平面抬升预测、社会经济和人口分析、业务定位/分配建模等。美国劳工部和其他机构已认识到,地理信息系统的利用将成具有良好发展前景的重要职业。

本书主要适用于地理科学的学生和教师。本书简要介绍与GIS相关的基本原理,主要为GIS和空间分析的初学者撰写。相对复杂的GIS科学原理的叙述会尽可能简单,基本不涉及数学公式。需要使用数学公式时,也只给出简单的代数或三角函数形式。每章的章末提供有复习题和术语表。书中的所有插图和表格均可以Microcoft PowerPoint文件格式获取。教师可从www.pearsonhighered.com/irc处下载这些PPT文件,进而将这些插图和表格添加到自己的教学资源中。

本书的测验、网络链接、RSS反馈、线条图和其他资源,可从www.mygeoscienceplace.com处下载。

第1章:GIS简介

本章介绍空间数据的特点和地理信息系统在空间数据分析中的角色与重要性。首先简要介绍矢量和栅格数据结构之间的区别,给出地理信息系统的几种正式和非正式定义;然后澄清关于GIS的几个重要误解;再后介绍地理信息系统的基本组成,包括硬件、软件、人件和数据;最后回顾地理信息系统的发展趋势,包括GIS的商业应用和GIS领域的各种职业。

第2章:参照系

高品质地理信息系统分析要求空间数据相对某个坐标系是准确的。本章首先介绍大地基准、椭球、大地水准面和通用坐标系的基本知识;然后介绍基于经纬度的世界(球面)坐标系;再后介绍几种投影坐标系,如通用横轴墨卡托、阿尔伯斯等积、兰伯特等角圆锥和州平面坐标系,以及创建自定义地图图影和坐标系的方式;最后介绍与各种地图投影失真相关的天梭指标及其用途。

第3章:GIS数据

本章回顾获取GIS分析所用地理空间数据的几种基本技术。首先介绍几种现场采集数据的方法,包括使用全球导航卫星系统(GNSS)如美国的NAVSTAR全球定位系统(GPS)、陆地测量、地面取样、人口普查和硬拷贝地图与图像数字化;然后介绍如何使用航空器和航天器上的遥感设备来采集地理空间数据;再后讨论遥感过程、术语和分辨率因素(空间、光谱、时间和辐射);接着探讨几种遥感数据采集系统,包括航空摄影、多光谱、高光谱、热红外、LiDAR和RADAR;最后简要介绍模拟和数字图像的处理过程。

第4章:数据质量

数据质量评估是GIS分析的一个重要方面。本章首先介绍元数据的概念以及如何使用它来确定特定项目的数据集的有用性;然后介绍准确度和精度的差别;再后介绍常见的属性误差和定位(空间)误差,以及如何测量误差和校正误差;接着介绍几家机构提供的地图准确度,误差可视化的重要性和误差传播;最后介绍生态学谬论和可更改的面积单元问题。

第5章:空间数据模型和数据库

本章回顾矢量和栅格数据模型的详细特性。首先介绍矢量数据拓扑和空间相关矢量模型与基于对象的矢量模型;然后介绍栅格文件格式和地理参考;再后介绍一些需要转换为不同数据结构的矢量或栅格数据,包括矢量-栅格数据转换和栅格-矢量数据转换;最后介绍如何使用地理信息系统来存储、关联、连接和查询与矢量及栅格数据模型相关的属性。

第6章:矢量和栅格数据的空间分析

本章介绍使用矢量和栅格数据进行空间分析的地理信息系统的基本信息。首先介绍点、线和面矢量数据的缓冲方法;然后讨论矢量的叠加操作,包括点与多边形的叠加、线与多边形的叠加、多边形与多边形的叠;再后介绍数据分析,包括物理距离量测、缓冲、应用到单个栅格数据集的本地操作、应用到多个数据集的本地操作、邻域操作(如空间滤波)和区域操作与统计。

第7章:网络分析

本章首先简要介绍地理编码和地址匹配,然后讨论两种普通的地理数据库网络(无向网络和有向网络),再后讨论使用GIS中存储的地理信息来创建拓扑正确的网络地理数据库的通用过程。此外,本章还将讨论网络信息的来源,网络元素如边、交点和转弯,给出网络成本(如时间或距离阻抗)、障碍(如临时道路封闭或意外)的概念与层次;介绍用于定位设施的各种位置定位模型;最后探讨如何确定流向、追踪边缘和上下游节点,并使用障碍来求解有向水文网络问题。

第8章:统计和空间数据测量

本章介绍一些基本的描述性统计和空间统计,以及这些统计如何增进我们对空间关系理解的方式。首先介绍简单的欧氏距离和马氏距离测量;然后介绍常见的多边形测量,如多边形周长测量和面积测量;再后讨论几个有用的描述性统计和空间统计,如空间分析的均值中心和标准距离;接着介绍空间自相关的概念及其莫兰指数I的测量;最后介绍使用样方和最近邻分析来进行点模式分析的技术。

第9章:三维数据的空间分析

本章介绍如何将控制点观测值(x, y, z)变换为矢量和栅格数据结构,以便进行显示和表面处理。控制点数据可变换为三角不规则网(TIN)。使用空间插值技术如最近邻插值、距离反向加权插值、克里金插值和样条插值,控制点数据也可变换为栅格(矩阵)格式。本章回顾了如何处理TIN和栅格数据集,以便提取坡度、方位和等值线,讨论了常用于增强三维表面解释的分析晕渲法和色彩再现法。

第10章:使用GIS制图

GIS分析通常会涉及高质量地图产品的创建。本章首先简要介绍几个主要的制图里程碑,然后介绍整个制图过程,以帮助读者了解制图的实际阶段和认知阶段,接着介绍几个基本的地图设计要素(布局、平衡、颜色和符号的使用、图形-地面关系、指北针和罗盘、比例条),然后用几个例子展示点(如渐变圆)、线(如等高线)和面(如等值线图)要素的详细制图信息,最后讨论相片地图和正射影像地图的特点。

第11章:GIS硬件/软件和编程

本章首先介绍典型的GIS计算机硬件,包括计算机类型、中央处理单元(CPU)、内存、海量存储、显示、输入/输出设备和备档要求;然后介绍GIS软件的几个重要特性,包括常用的GIS软件、操作系统、数据采集和数据格式、数据库、制图性能和成本等;接着讨论GIS软件客户支持的重要性。标准的GIS软件有时并不提供完成某个项目的全部组件。此时,GIS专业人员应能编写新的地理空间代码并在标准的GIS软件中运行;再后回顾执行GIS相关计算机编程的基本特点;最后给出使用Python语言进行面向对象编程的例子。

第12章:未来展望

本章介绍GIS职业和教育问题,包括薪酬和雇用趋势,公共和私营部门关于雇用、认识与继续教育的详细信息,强调了专业地理空间组织的重要性;然后介绍各种GIS技术要素,包括云计算和GIS、网络GIS、移动GIS和自发地理信息的收集、数据格式和标准的改进、三维可视化等;接着介绍地理空间数据和法律/隐私问题;最后介绍遥感信息与GIS分析的集成。

附录A:地理空间信息来源

本章首先介绍美国联邦地理空间数据仓库、一个开源数据仓库和一个有代表性的商用地理空间数据仓库;然后列出可自Internet下载的部分地理空间数据集,包括数字高程、水文、土地利用/土地覆盖和生物多样性/栖息地、网络(道路)和人口统计数据,以及几种类型的公众遥感数据;接着给出数据集的地图或影像示例;最后小结美国50个州的GIS数据管理机构。



致 谢

感谢如下人员的帮助:佐治亚州亚特兰大市ERDAS公司的Paul Beaty,加利福尼亚州加州大学圣巴巴拉分校地理系的Keith Clarke,科罗拉多州斯普林斯市Sanborn地图公司CEO John Copple;南卡罗来纳州哥伦比亚市南卡罗来纳大学地理系的Dave Cowen,印第安纳州立大学研究生院长兼《应用地理学》编辑Jay Gatrell,田纳西州克拉克斯维尔奥斯汀州立大学地理科学系的Chris Gentry,马里兰州哥伦比亚Bellwether出版公司《地理科学与遥



《空间智慧:探索地理信息系统的奥秘》 在当今信息爆炸的时代,我们身处的世界正以前所未有的速度被数据所描绘。从宏观的全球气候变化,到微观的城市交通拥堵,再到我们日常生活中的导航指引,无处不在的空间信息正深刻地影响着我们的决策与生活。而在这背后,一股强大的技术力量正悄然驱动着这一切,它就是地理信息系统(GIS)。 《空间智慧:探索地理信息系统的奥秘》并非一本枯燥的技术手册,而是一扇通往“空间智慧”的窗户,旨在带领读者深入了解这一革命性的技术领域。本书将从最基础的概念出发,以清晰易懂的语言,生动有趣的案例,为您揭示地理信息系统究竟是什么,它为何如此重要,以及它如何改变着我们的世界。 本书将带您踏上一段怎样的探索之旅? 揭开GIS的神秘面纱: 您将了解到GIS的核心概念,包括地理数据、空间分析、地图制作等。我们将从最基本的“什么是地理信息”开始,逐步深入到GIS如何捕捉、存储、管理、分析和可视化这些信息。您会发现,GIS不仅仅是地图,它是一个功能强大的信息管理和分析工具。 理解GIS的力量: 我们将通过一系列引人入胜的真实案例,展示GIS在各个领域的广泛应用。无论是环境保护部门如何利用GIS监测污染源,规划森林防火;还是城市规划者如何使用GIS分析人口密度,优化公共服务布局;抑或是应急管理部门如何通过GIS协调灾害救援,制定疏散方案;甚至是商业领域如何运用GIS进行市场选址,精准营销,本书都将一一呈现。您将亲眼见证GIS如何帮助我们更科学地理解空间现象,做出更明智的决策。 探索GIS的工作原理: 本书将适度触及GIS技术背后的原理,让您对GIS的运作机制有一个基本的认识。我们将介绍不同的地理数据模型(如矢量数据和栅格数据),探讨空间数据的采集方法(如遥感、GPS、无人机),以及一些基础的空间分析技术(如叠加分析、缓冲区分析、网络分析)。这一切都将以直观的方式呈现,让您理解GIS是如何将二维地图转化为富有洞察力的空间分析结果的。 展望GIS的未来: 随着技术的发展,GIS正变得越来越强大,应用领域也日益拓展。我们将探讨GIS与其他新兴技术的融合,例如大数据、人工智能、云计算、物联网等,以及这些融合将如何塑造未来的GIS应用,例如智慧城市、精准农业、自动驾驶等。您将有机会窥见GIS在未来社会发展中所扮演的关键角色。 《空间智慧:探索地理信息系统的奥秘》适合谁阅读? 本书面向所有对地理信息系统感兴趣的读者,无论您是: 对地理和空间信息充满好奇的学生: 帮助您建立对GIS的初步认知,为未来的学习和研究打下基础。 正在探索职业发展方向的青年: 了解GIS这一热门领域,为您的职业生涯开辟新的可能。 希望提升工作效率和决策能力的从业人员: 学习如何将GIS技术应用于您的工作中,解决实际问题,提升工作效益。 关注社会发展和环境保护的普通公民: 更好地理解我们所处的世界,认识到空间信息在解决社会挑战中的重要作用。 本书旨在以一种启发性的方式,让您感受到GIS的魅力,激发您对空间智慧的探索热情。我们相信,一旦您打开这扇门,您将以全新的视角去观察和理解我们生活的这个星球,并发现其中蕴藏的无限可能。 让我们一起,用“空间智慧”武装自己,去解读这个日益复杂而精彩的世界!

用户评价

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这本书的学习,让我对“空间决策”有了全新的认识。作者在书中反复强调,GIS不仅仅是一种技术,更是一种支持空间决策的工具。我过去对决策的理解,更多停留在经验和直觉,但这本书让我明白,如何利用GIS进行科学、理性的空间决策。书中关于“选址分析”和“路径分析”的章节,给我留下了深刻的印象。例如,在进行商店选址时,GIS可以帮助我们分析潜在客户的数量、竞争对手的分布、交通便利程度等因素,从而选择最优的选址方案。在进行物流配送时,GIS可以帮助我们规划最优的配送路径,降低运输成本,提高配送效率。这种基于数据和空间分析的决策方式,让我看到了GIS在解决实际问题中的巨大价值。书中还介绍了“风险评估”和“灾害预警”在GIS中的应用,让我认识到,如何利用GIS来识别潜在的风险区域,预测灾害的发生,并为制定应急预案提供科学依据。作者在介绍这些内容时,注重理论与实践的结合,提供了很多实用的操作指南和案例分析。这本书的语言风格非常务实,但又充满了智慧,作者总是能够用精炼的语言,将深邃的理论知识传达给读者,并引导我们思考如何在实际问题中应用GIS。

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这本书,让我对地理信息系统(GIS)这个领域产生了全新的认识,以前总觉得它不过是地图制作软件,但读完之后,才明白它的深邃与广博。作者在开篇就为我们描绘了一幅宏大的图景,从GIS的起源、发展,到它在现代社会中扮演的关键角色,都进行了详尽的梳理。我尤其喜欢书中对于“地理信息”这一核心概念的阐释,它不仅仅是点、线、面这些简单的几何图形,更蕴含着丰富的空间属性和时间维度,这些信息相互关联,共同构建出我们赖以生存的地球模型。书中通过大量的案例研究,生动地展示了GIS如何在城市规划、环境保护、灾害管理、交通优化等多个领域发挥着不可替代的作用。例如,在城市规划部分,书中详细介绍了如何利用GIS分析人口密度、土地利用、基础设施分布等数据,从而帮助城市管理者做出更科学、更可持续的决策。在环境保护方面,书中展示了GIS如何用于监测森林覆盖率的变化、评估污染扩散的范围、预测自然灾害的发生,为环境保护和减灾救灾提供了强大的技术支持。对我来说,这本书最大的价值在于,它不仅传授了理论知识,更教会了我如何思考问题,如何运用GIS的视角去理解和分析现实世界。书中的图文并茂,让复杂的概念变得易于理解,即使是对GIS一无所知的新手,也能从中获得启发,并逐步建立起对这个领域的兴趣。作者在叙述时,总是能把握住重点,并且深入浅出,避免了枯燥的术语堆砌,这使得阅读过程充满了乐趣和发现。整体而言,这本书是一本非常优秀的GIS入门读物,它不仅为我们打开了通往GIS世界的大门,更为我们在未来的学习和实践中打下了坚实的基础。

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这本书带给我的,是一场关于“视角”的重塑。作者在书中引导我们,以一种全新的“地理空间视角”去观察和理解世界。我以往对地理的理解,更多停留在“在哪里”的层面,但这本书让我明白,“为什么在那里”、“如何在那里”以及“在那里会发生什么”同样重要。书中关于“空间相互作用”和“空间扩散”的章节,给我留下了深刻的印象。作者通过分析人口迁移、疾病传播、信息扩散等现象,揭示了空间在这些过程中的关键作用。例如,在分析传染病传播时,GIS能够帮助我们识别高风险区域,预测疾病的扩散路径,并为制定防控策略提供科学依据。这种基于空间分析的视角,让我对很多社会现象有了更深层次的理解。书中还详细介绍了“地理加权回归”等空间计量模型,这些模型能够更好地处理空间异质性,捕捉空间关系,从而提供更准确的分析结果。作者在介绍这些模型时,注重理论的严谨性,同时也提供了实际操作的指导,让我能够理解这些模型是如何在GIS软件中实现的。此外,书中还提到了“地理编码”和“逆地理编码”的概念,这让我明白,如何将日常生活中常见的地址信息,转化为GIS能够识别和处理的空间数据,这对于很多实际应用都至关重要。这本书的语言风格非常专业,但又充满了智慧,作者总是能够用精炼的语言,将深邃的理论知识传达给读者。

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这本书给我带来的震撼,远不止于对GIS技术本身的学习,更在于它引发了我对于“空间”这一概念的深刻反思。作者在书中并没有仅仅停留在技术的层面,而是将GIS置于更广阔的社会、经济和科学背景下进行审视。我发现,GIS不仅仅是一门技术,更是一种思维方式,一种观察和理解世界的方式。书中关于空间分析的章节,让我印象尤为深刻。那些看似简单的空间查询、缓冲区分析、叠加分析等操作,在作者的阐述下,都变得生动而富有意义。例如,在讨论城市交通优化时,书中通过对道路网络、交通流量、人口分布等数据的空间叠加分析,揭示了交通拥堵的根源,并提出了切实可行的解决方案。这让我意识到,很多我们日常生活中遇到的问题,都可以通过GIS的空间分析来找到更清晰的答案。此外,书中关于数据模型和数据采集的讲解,也让我对GIS的数据基础有了更深的认识。它让我明白,高质量的数据是GIS应用的基础,而理解不同的数据模型,掌握数据采集的技术,是从事GIS工作的必备技能。作者在介绍这些内容时,非常注重理论与实践的结合,通过大量的实例,让我们能够直观地感受到不同数据模型和采集方法带来的差异。这本书的语言风格也非常独特,既有学术的严谨性,又不失通俗易懂的趣味性。作者善于运用类比和生动的语言,将抽象的概念形象化,使得即便是初学者,也能轻松地跟随作者的思路,一步步深入理解GIS的奥秘。读完这本书,我感觉自己对地理信息系统的理解,已经从一个模糊的概念,转变为一个清晰而深刻的认知。

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这本书的学习过程,对我而言,更像是一次对“连接”的探索之旅。作者在书中巧妙地将地理信息、数据分析、可视化技术以及实际应用场景有机地连接起来,构建了一个完整的GIS知识体系。我尤其对书中关于“空间数据可视化”的章节印象深刻。过去,我总以为地图只是信息的载体,但这本书让我看到了地图的强大生命力。作者通过展示各种精美的GIS地图,如专题地图、三维模型、动态地图等,让我领略到了地理信息可视化无穷的魅力。这些地图不仅仅是图片的展示,更是对复杂地理现象的直观呈现,能够有效地传达信息、揭示规律、辅助决策。书中对于不同可视化技术的介绍,也让我对如何选择最适合的图层、符号、颜色等有了更深的理解。此外,书中对GIS软件的操作和应用,也进行了详尽的介绍。虽然我还没有亲自操作,但通过书中对软件界面的截图和操作步骤的讲解,我已经能够想象到如何利用这些强大的工具来处理和分析地理信息。作者在介绍软件功能时,总是能够紧密结合实际应用场景,让我们明白这些功能在解决实际问题中的价值。这本书的结构安排也十分合理,从基础的概念讲起,逐步深入到高级的应用,循序渐进,使得学习过程更加顺畅。我非常欣赏作者的叙述方式,他总是能够用最简洁的语言,最清晰的逻辑,将复杂的知识点呈现在读者面前。总而言之,这本书是一本极具启发性的GIS导论,它让我看到了GIS的无限可能,也点燃了我深入学习GIS的热情。

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这本书的学习过程,让我感受到了“未来已来”的力量。作者在书中描绘了GIS在未来社会发展中的广阔前景,从智慧城市、自动驾驶到精准农业、个性化推荐,GIS的身影无处不在。我过去对地理信息系统的认知,更多停留在基础的应用层面,但这本书让我看到了GIS在解决人类面临的重大挑战,如气候变化、资源短缺、城市化进程等方面的巨大潜力。书中关于“时空大数据分析”的章节,让我认识到,如何利用海量的时空数据来理解和预测地球系统的演变,这对于应对未来的不确定性至关重要。我尤其对书中关于“地理智能”的概念印象深刻。作者提出,GIS不仅仅是数据的存储和分析,更是一种能够赋予地理信息“智慧”的能力,使其能够自主地进行学习、推理和决策。这让我对GIS的未来发展充满了期待。书中还介绍了“云计算”和“大数据”技术在GIS中的应用,让我认识到,这些新兴技术是如何为GIS的发展提供强大的支撑,并催生出更多前沿的应用。作者在介绍这些内容时,注重理论的创新性和前瞻性,同时也会结合实际案例,让我们能够感受到GIS正在深刻地改变我们的生活。这本书的语言风格非常前沿,但又充满了人文关怀,作者总是能够用宏大的视角,描绘出GIS为人类社会带来的美好未来。

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这本书的学习过程,让我深刻体会到“可视化”的强大力量。作者在书中反复强调,GIS的核心在于将地理信息以图形化的方式呈现出来,从而更直观地理解和分析复杂的空间现象。我过去对地图的理解,更多停留在静态的纸质地图,但这本书让我看到了动态地图、三维地图、交互式地图等更加丰富多样的可视化形式。书中关于“地图投影”的章节,让我明白了为什么不同地区绘制的地图会存在变形,以及如何选择合适的投影方式来减小误差。这让我对地图的科学性有了更深的认识。我尤其对书中关于“专题地图”的设计原则和应用技巧的讲解印象深刻。作者通过展示各种精美的专题地图,如人口密度分布图、土地利用变化图、环境污染状况图等,让我看到了地图在信息传播和决策支持方面的巨大潜力。书中还介绍了“遥感影像”和“卫星数据”在GIS中的应用,让我认识到,这些高分辨率的图像数据,是如何为GIS提供源源不断的信息来源,并帮助我们监测地球表面的变化。作者在介绍这些内容时,注重理论与实践的结合,提供了很多实用的操作指南和案例分析。这本书的语言风格非常流畅,但又充满了学术的严谨性,作者总是能够用清晰的逻辑,将复杂的概念娓娓道来,让我能够轻松地跟随作者的思路,深入理解GIS的奥秘。

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这本书对我最大的影响,在于它让我看到了“数据”的无限可能。作者在书中强调,地理信息系统就是关于“管理和分析地理空间数据”的科学。我过去对数据的理解,大多局限于表格和数字,但这本书让我明白,地理空间数据具有独特的维度和丰富的内涵。书中关于“空间数据模型”的讲解,让我对矢量数据和栅格数据有了清晰的认识,并理解了它们各自的优缺点以及适用的场景。作者在介绍这些模型时,非常注重理论的深度和广度,同时也会结合实际案例,让我们能够更直观地理解这些模型的应用。我尤其喜欢书中关于“数据质量”的讨论。作者指出,数据质量是GIS应用成败的关键,并详细介绍了影响数据质量的各种因素,以及提高数据质量的方法。这让我意识到,在进行GIS分析之前,对数据的质量进行评估和处理,是多么重要的一环。书中还介绍了“数据库管理”在GIS中的应用,让我明白,如何有效地组织、存储和管理大量的地理空间数据,以便于未来的查询和分析。作者在讲解数据库管理时,注重理论与实践的结合,提供了很多实用的建议和技巧。这本书的写作风格非常严谨,但又充满了启发性,作者总是能够在枯燥的理论知识中,挖掘出其背后的思想精髓,引发读者的思考。

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这本书带来的最深刻体会,是关于“尺度”的力量。作者在书中反复强调,地理信息的分析和应用,必须考虑到不同的空间尺度。从全球到局部,从宏观到微观,不同的尺度下,地理现象的表现形式和分析方法都会有所不同。我特别喜欢书中关于“空间分辨率”和“空间异质性”的讨论。作者通过大量的实例,展示了不同分辨率的数据是如何影响分析结果的,以及为什么在进行空间分析时,需要考虑数据的空间异质性。例如,在进行区域经济分析时,如果采用的是省级数据,可能看不出细微的经济差异;但如果采用的是县级甚至街道级数据,则能更清晰地揭示出区域经济发展的特点和问题。这种对尺度的深入理解,让我意识到,GIS的应用不仅仅是技术的堆砌,更需要对地理过程和空间规律有深刻的认识。书中还详细介绍了多种空间统计方法,如空间自相关、空间回归等,这些方法都与空间尺度密切相关。作者在介绍这些方法时,非常注重理论的阐述和方法的实践指导,让我能够理解这些方法的原理,并知道如何在实际中运用它们。此外,书中还提到了“时空数据”的概念,让我认识到,地理信息不仅仅是静态的,更是动态的,并且具有时间维度。这为我理解地球系统的复杂性打开了新的视角。这本书的写作风格非常严谨,但又不失生动,作者总是能够在严密的逻辑推理中,穿插一些引人入胜的例子,使得学习过程充满乐趣。

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这本书对我最大的启发,在于它让我看到了“跨学科”的魅力。作者在书中反复强调,GIS是一门交叉学科,它融合了地理学、计算机科学、统计学、测绘学等多个学科的知识。我过去对地理的理解,更多局限于地理学本身,但这本书让我明白,GIS如何将计算机技术应用于地理研究,如何利用统计学方法分析空间数据,如何将测绘成果整合到GIS系统中。书中关于“空间数据库”的讲解,让我认识到,如何利用计算机技术来管理和组织海量的地理空间数据,这为GIS的应用提供了坚实的基础。我尤其对书中关于“空间数据标准”的介绍印象深刻。作者指出,统一的数据标准是实现GIS数据共享和互操作的关键。这让我意识到,在GIS的发展中,标准化的重要性。书中还介绍了“地理信息安全”和“隐私保护”等问题,让我认识到,在使用和共享地理信息时,需要注意相关的法律法规和伦理道德。作者在介绍这些内容时,注重理论与实践的结合,提供了很多实用的建议和案例分析。这本书的语言风格非常严谨,但又充满了学术的探索精神,作者总是能够引领读者,去思考GIS在不同学科领域的交叉融合,以及由此带来的创新和发展。

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还不错的书,比较新,买来读读看看有没有新东西

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