地理信息系统在环境科学中的应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张猛，李天，郭伟 著

图书标签:

• 地理信息系统
• 环境科学
• 遥感
• 空间分析
• 环境监测
• GIS应用
• 环境模型
• 空间数据
• 第二版
• 环境管理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302441397

版次：1

商品编码：12033880

包装：平装

丛书名： 高等学校环境类教材

开本：16开

出版时间：2016-09-01

用纸：胶版纸

页数：280

字数：448000

正文语种：中文

编辑推荐

　　本书针对地理信息系统在环境科学中应用的需要，介绍了地理信息系统的特征、类型、功能、数据采集和数据库设计，着重阐述地理信息系统在环境科学应用中的技术和方法。

　　全书共分11章。前6章介绍了地理信息系统的组成、功能及其发展与现状，实用地理信息系统的数据特征、数据来源及数据质量，遥感及GPS系统，地理信息系统数据库设计的主要内容和方法，国内外常用的GIS软件及其功能，环境信息系统建立方法；后面4章运用实例分别从生态控制、城市环境、水资源等领域介绍了GIS在环境科学中的应用；最后一章，则介绍了地理信息系统的功能扩展，包括数据和模型接口、虚拟现实及数据挖掘技术等。

　　本书可用作环境科学与工程专业高年级本科生和研究生的学习用书，也可供环境领域的科技工作者、信息资源开发等领域的技术人员参考。

内容简介

　　本书针对地理信息系统在环境科学中应用的需要，阐述了地理信息系统的特征、类型、功能、数据采集和数据库设计，着重介绍地理信息系统在环境科学应用中的技术和方法。

　　全书共分11章。第1~6章介绍地理信息系统的结构、功能及其发展与前景，实用地理信息系统的数据特征、数据来源及数据质量，遥感及全球定位系统，地理信息系统数据库设计的主要内容和方法，国内外常用的GIS软件及其功能，环境信息系统建立方法；第7~10章运用实例，分别从生态控制、城市环境管理、水资源管理等领域介绍GIS在环境科学中的应用；第11章介绍地理信息系统的功能扩展，包括数据和模型接口、虚拟现实及数据挖掘技术等。

　　本书可作为环境科学与工程专业高年级本科生和研究生的学习用书，也可供从事环境科学与工程方面工作的科技工作者、信息资源开发等领域的技术人员阅读参考。

作者简介

　　张猛，男，生于1979年。获清华大学学士和硕士学位，德国慕尼黑工业大学博士学位。现就职于西安交通大学人居学院，担任副教授。主要研究方向为多源数据的自动匹配与融合以及GIS在环境科学中的应用。

内页插图

目录

第1章地理信息系统概论

1.1地理信息系统

1.1.1信息和地理信息

1.1.2信息系统和地理信息系统

1.1.3地理信息系统的类型

1.2地理信息系统的结构与功能

1.2.1地理信息系统的组成

1.2.2地理信息系统的主要功能模块

1.3地理信息系统的特性

1.3.1GIS与机助制图系统的区别与联系

1.3.2GIS与数据库管理系统的区别与联系

1.3.3GIS与CAD的区别与联系

1.3.4GIS与遥感图像处理系统的区别与联系

1.3.5地理信息系统和事务处理系统的区别与联系

1.4地理信息系统的发展与前景

1.4.1地理信息系统软件发展的历史回顾

1.4.2我国在地理信息系统领域的主要研究成果

1.4.3地理信息系统的发展趋势

第2章实用地理信息系统的数据

2.1空间数据的基本特征

2.1.1空间特征

2.1.2时间特征

2.1.3专题特征

2.2数据的测量尺度

2.3数据源

2.4数据质量

2.4.1数据质量的基本特点

2.4.2数据误差或不确定性的来源

2.4.3数据的误差类型

2.5空间数据类型转换

2.5.1栅格与矢量数据的比较

2.5.2栅格数据与矢量数据的转换

2.6地图�部占涫�据的可视化表达

2.6.1地图投影

2.6.2地图种类

2.6.3地图符号

2.6.4地图综合

2.6.5地图制作过程和计算机制图

第3章遥感及全球定位系统

3.1遥感系统

3.1.1基本概念及原理

3.1.2起源及发展历程

3.1.3系统组成

3.1.4遥感数据

3.1.5技术特点

3.1.6发展趋势

3.2全球定位系统

3.2.1GPS系统发展历程

3.2.2GPS系统的组成

3.2.3GPS的基本原理

3.2.4GPS的应用

3.2.5其他卫星导航系统

第4章地理信息系统数据库设计

4.1地理信息系统数据库及其设计

4.1.1GIS数据库

4.1.2GIS数据库设计的概念

4.1.3应用目的驱动的GIS数据库设计过程

4.2用户需求分析

4.2.1现状调查

4.2.2需要了解的内容

4.2.3调查内容的组织和分析

4.3概念化设计

4.3.1数据库的宏观地理定义

4.3.2数据库数据模型的确定

4.4详细设计

4.4.1数据源的选择

4.4.2各种数据的评价

4.4.3空间数据层的设计

4.4.4数据字典

4.4.5元数据

4.4.6存储管理结构的设计

4.5实施规划

4.5.1数据采集过程的自动化设计

4.5.2数据库的质量控制

4.5.3开发进度的监测

4.6试点项目

第5章地理信息系统的应用和软件

5.1概述

5.2地理信息系统的主要功能

5.2.1空间数据获取

5.2.2空间数据管理

5.2.3空间数据分析

5.2.4专题地图设计与制作

5.3MapInfo

5.4ArcGIS

5.5MapGIS

5.6SuperMap GIS

5.7开源GIS软件

5.7.1标准层的开源软件

5.7.2数据库层的开源软件

5.7.3组件层的开源软件

5.7.4平台层的开源软件

第6章环境数据特点及信息系统设计

6.1环境数据特点

6.1.1环境数据分类

6.1.2环境数据采集与处理

6.2环境信息系统设计

6.2.1环境信息系统设计目标与内容

6.2.2环境信息系统构建方法

6.2.3环境信息系统设计

6.2.4环境信息系统实施

第7章GIS在生态控制中的应用

7.1国家级生态示范区地理信息系统

7.1.1系统目标

7.1.2系统结构

7.1.3系统功能与界面

7.1.4系统实施

7.2生态环境监测信息系统

7.2.1系统开发的基础

7.2.2系统功能组成结构

7.3土壤资源持续利用与信息技术

7.3.1土壤资源持续利用

7.3.2土壤资源持续利用的实现途径

7.3.3信息技术在土壤资源持续利用与管理中的作用

7.3.4土壤资源研究趋势

7.4西北地区生态环境信息系统

7.4.1系统设计原则

7.4.2系统目标和研制流程

7.4.3系统结构设计和技术路线

7.5青海湖流域植被覆盖动态监测系统

7.5.1基础数据

7.5.2EVI变化时空特征

7.5.3植被变化与气候因素的关系

7.5.4结果分析

第8章GIS在城市环境管理中的应用

8.1数字地球与数字城市

8.1.1数字地球的特征与性质

8.1.2数字地球的基本框架

8.1.3数字地球的技术系统综述

8.1.4数字地球应用领域综述

8.1.5数字地球的研究内容

8.1.6数字地球的作用和意义

8.1.7数字城市建设意义

8.1.8数字城市建设内容

8.2城市大气污染控制管理系统

8.2.1系统结构

8.2.2大气污染扩散空间信息系统

8.3基于GIS平台的城市规划信息系统

8.3.1GIS在城市小区建设管理中的应用特点

8.3.2城市小区GIS应用系统的组成与结构

8.4城市环境气候图

8.4.1城市环境气候图组成

8.4.2城市环境气候图数据库

8.4.3城市气候分析图制作

第9章GIS在水资源及水环境管理中的应用

9.1水污染控制规划系统

9.1.1概率规划模型

9.1.2基于GIS的水污染控制规划

9.2在海湾陆源污染物总量控制中的应用

9.2.1系统的功能结构图

9.2.2系统应用

9.2.3GIS支持下水质模型的应用

9.3流域内降雨径流模拟系统

9.3.1建模思路

9.3.2模型界面

9.3.3系统应用

9.4HEC�睷AS模型在河道规划设计中的应用

9.4.1模型简介

9.4.2技术流程

9.4.3应用案例

第10章GIS在其他环境科学领域中的应用

10.1环境监测信息系统

10.1.1环境监测信息

10.1.2系统分析

10.1.3系统设计和实施

10.1.4环境监测信息系统的发展

10.2GIS技术在环境污染事故应急管理中的应用

10.2.1GIS/ES技术

10.2.2GIS/ES技术应用于突发性环境污染事故应急管理的优越性

10.2.3GIS/ES技术应用于突发性环境污染事故应急管理系统

10.2.4环境污染事故指标系统

10.2.5重大污染事故区域预警系统

10.3森林防火地理信息系统

10.3.1系统的发展现状

10.3.2系统的总体目标

10.3.3系统的功能分析

10.3.4系统的总体构成

10.3.5系统的关键技术

第11章地理信息系统的功能扩展

11.1GIS的数据接口

11.1.1GIS数据模型

11.1.2GIS数据接口的模式

11.1.3数据接口的基本原理

11.2虚拟现实技术与地理信息系统

11.2.1虚拟现实技术

11.2.2虚拟现实技术和GIS系统集成

11.2.3VR和GIS集成技术的应用

11.3决策支持技术与地理信息系统

11.3.1决策支持系统的基本概念

11.3.2决策支持技术与地理信息系统集成

11.3.3基于GIS 的环境决策支持系统

11.4空间数据挖掘技术与地理信息系统

11.4.1空间数据挖掘技术

11.4.2空间数据挖掘体系结构及挖掘方法

11.4.3空间数据挖掘与GIS 集成

11.4.4生态环境空间数据挖掘系统

英文缩写词汇表

参考文献

图书简介：全球化背景下的可持续发展战略与政策 第一部分：全球化浪潮下的挑战与机遇 本书深入探讨了二十一世纪全球化进程对世界各国经济、社会和环境带来的深刻影响。我们不再局限于传统的地缘政治视角，而是着重分析跨国资本流动、信息技术革命以及文化交流加速背景下，各国在追求自身发展利益时所面临的复杂抉择。 第一章：全球化驱动力的新维度 本章首先梳理了推动当前全球化进程的核心动力，超越了简单的贸易自由化概念。重点分析了数字经济的崛起如何重塑全球供应链，以及新兴经济体在国际分工中的地位变化。研究发现，技术扩散速度的加快，使得传统意义上的“追赶”模式面临前所未有的竞争压力。此外，我们对“逆全球化”思潮的兴起进行了细致剖析，探讨了保护主义抬头背后的社会经济根源，特别是对于区域不平等加剧的响应。 第二章：环境压力与跨界治理困境 全球化在带来经济效率提升的同时，也极大地加剧了环境问题的复杂性与紧迫性。本章聚焦于气候变化、生物多样性丧失以及跨境水资源管理等核心议题。我们详细论述了“污染避难所”假说在实践中的表现，即跨国企业将高污染环节转移至监管宽松的地区，这给受援国带来了长期的环境负债。治理方面，本书批判性地评估了现有国际环境条约的有效性，指出国家主权与全球公共物品保护之间的内在张力，并提出了构建更具包容性与强制力的多边环境治理框架的必要性。 第二部分：可持续发展战略的重构 面对全球化的双重效应，本部分致力于构建一套适应未来挑战的可持续发展战略框架。这不仅关乎技术革新，更涉及深刻的制度和观念变革。 第三章：经济模式的范式转换：从线性到循环 本书认为，传统“采掘-制造-丢弃”的线性经济模式已达到其生态极限。第三章详尽阐述了循环经济（Circular Economy）的理论基础及其在不同产业中的应用潜力。我们不仅分析了欧洲在产品设计和废物管理方面的先进经验，还对发展中国家在推广共享经济和延长产品生命周期方面存在的制度性障碍进行了实证研究。重点案例包括“产品即服务”（PaaS）模式如何从根本上改变消费者的所有权观念，以及如何通过政策激励，鼓励企业投资于材料回收和再制造技术。本书强调，成功的循环转型需要强有力的政府引导和全新的消费者行为模式的配合。 第四章：包容性增长与社会公平 可持续发展绝不能以牺牲社会公平为代价。本章深入探讨了全球化进程中收入分配差距扩大的机制，分析了技术进步对中低技能劳动力的替代效应。我们提出了“包容性增长”的量化指标体系，强调教育公平、技能再培训以及社会安全网的现代化在应对结构性失业中的关键作用。特别关注了性别平等在可持续发展目标（SDGs）实现中的乘数效应，指出女性在绿色能源转型和社区韧性建设中的独特贡献。 第五章：韧性城市与气候适应 随着极端天气事件的频率增加，城市作为人口和经济活动的集中地，其“韧性”（Resilience）成为国家安全的关键要素。本章将韧性概念从单纯的灾后恢复，扩展到前瞻性的风险管理和适应性规划。详细介绍了基于自然的解决方案（NbS）在城市防洪、降温和生态廊道建设中的应用，例如湿地恢复替代硬质防洪墙。同时，本书也评估了气候融资机制在支持弱势社区进行早期预警系统和基础设施升级方面的不足，呼吁建立更具地方针对性的适应性金融工具。 第三部分：全球治理与未来路径 本部分将视角提升至全球治理层面，探讨如何在碎片化的国际体系中推动跨国合作，以实现共同的可持续未来。 第六章：多边主义的困境与重建 当前，地缘政治竞争对气候谈判和全球公共卫生合作构成了严峻挑战。第六章批判性地考察了联合国体系的有效性，特别是其在监督国家自主贡献（NDCs）执行方面的权力局限。本书主张，未来的全球治理需要超越传统的政府间合作模式，引入更多非国家行为体——包括跨国企业、城市联盟和公民社会组织——的参与，形成“多层次治理”结构。重点分析了“影子外交”在推动气候议程方面的潜在作用。 第七章：技术伦理与负责任的创新 新兴技术，如人工智能（AI）、生物技术和地球观测，为解决可持续性难题提供了强大工具，但也带来了新的伦理和治理风险。本章审视了数据主权、算法偏见以及“技术锁定”的风险。例如，过度依赖单一技术解决方案可能扼杀本地创新和适应性。我们强调，创新过程本身必须是可持续的、包容的和负责任的，需要提前建立跨学科的技术治理框架，确保技术进步服务于人类的长期福祉，而非短期利益。 第八章：面向2050年的愿景构建 本书的结论部分展望了本世纪中叶的潜在情景。我们构建了三种情景模型：一是“合作共赢的绿色转型”，二是“碎片化的气候隔离”，三是“技术精英主导的低碳社会”。通过对当前政策轨迹的线性外推与系统动力学分析，本书倾向于认为，要避免最坏情景，必须立即采取激进的制度改革和深刻的价值重塑。这要求决策者超越短期政治周期，投资于跨代际的责任和全球公民意识的培养。最终，本书呼吁建立一个以生态承载力为基础，以公平正义为核心的全球发展新范式。 本书特点： 跨学科整合： 融合了经济学、政治学、社会学和环境科学的最新研究成果。 实证驱动： 包含全球多个区域的案例研究和量化模型分析。 前瞻性视野： 专注于未来三十年内可能出现的核心战略转型与治理挑战。 本书适合高等院校的全球治理、环境政策、可持续发展管理等专业的师生，以及致力于制定和实施可持续战略的政府官员、行业领袖和政策分析师阅读。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角极其新颖，它没有停留在传统地理信息系统（GIS）操作的枯燥讲解上，而是着重于如何利用空间数据分析来揭示那些隐藏在宏观环境现象背后的微观驱动力。我尤其欣赏作者对于“数据到洞察”这一过程的精妙阐述。例如，在讨论水资源管理时，书中并未简单罗列遥感影像的分类方法，而是深入剖析了如何结合历史降雨模型、土壤渗透率图层以及人类活动密度数据，构建一个动态的地下水补给预测模型。这种跨学科的融合能力，使得原本感觉抽象的理论变得触手可及，真正体现了GIS作为环境科学研究“显微镜”和“望远镜”的双重作用。作者似乎非常擅长将复杂的统计学概念，例如空间自相关性检验（Moran's I）的应用场景，用清晰的案例语言解释清楚，这对于我这种既想掌握技术又想理解其科学内涵的读者来说，简直是宝藏。整本书的逻辑链条非常扎实，从基础的数据获取到高级的空间回归分析，每一步都紧密围绕着解决实际的环境问题展开，没有丝毫的冗余。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏作者对新一代地理空间数据源的整合能力。在这本书中，我看到了对物联网（IoT）传感器网络数据、公民科学（Citizen Science）收集的浮标数据，如何被无缝集成到传统的GIS分析流程中，以提供更高频率、更高精度的环境监测。这种前瞻性视角，让这本书的价值超越了其出版时间。它不仅仅是总结了既有的方法论，更是在展望未来环境科学研究的范式转移。例如，书中关于实时洪水预警系统中，如何利用多源异构数据进行时空融合分析的探讨，是当前学术界和工程界的热点。对于我而言，这本书提供了一个极好的框架，让我能够将课堂上学到的经典GIS理论，与当下最前沿的环境监测挑战有效地结合起来，是一部兼具广度与深度的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的排版和图示质量值得称赞。很多技术类书籍的图表往往是黑白、模糊的，让人难以分辨不同的空间图层叠加后的效果。然而，本书在关键的流程图和空间分析结果展示上，色彩运用得非常得当且富有信息量。比如在描述污染源扩散模型时，不同浓度的污染物用渐变色表示得层次分明，使得即使是对流体力学不太熟悉的读者也能直观地理解扩散路径和影响范围。此外，作者似乎深谙如何平衡理论深度和实用性。它没有过度沉溺于算法的数学推导，而是将重点放在了如何选择合适的算法、如何解读算法输出的结果，并对其进行批判性评估。这使得这本书非常适合作为进阶学习者的参考书，它教会你的不是“如何按按钮”，而是“为什么在这个情境下要选择这个按钮”。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书的时候，内心是有点抗拒的，因为我对“信息系统”这个词总有一种技术文档的刻板印象。但这本书彻底颠覆了我的看法。它更像是一本关于“环境侦探工作”的指南。书中大量的篇幅聚焦于案例分析，每一个案例都像是一个独立的小型研究报告。我记得关于城市热岛效应那一个章节，作者详细描绘了如何通过分析不同建筑材料的表面温度、植被覆盖率的年际变化，甚至包括交通流量数据，来构建一个预测城市微气候的复杂系统。最让我眼前一亮的是，书中讨论了GIS在环境伦理和政策制定中的作用——即如何利用空间可视化来增强公众对环境风险的认知，从而推动更公平的资源分配。这种将技术工具与社会责任深度绑定的写法，极大地提升了本书的深度和人文关怀，远超出了我预期的技术手册范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常到位，它在引入新的GIS工具时，总能迅速将其置于一个迫切需要解决的环境问题背景之下。这种“问题导向”的学习方法，极大地激发了我继续深入探索的动力。举个例子，在讨论生物多样性保护时，书中并没有空泛地谈论栖息地破碎化，而是引入了一个具体的“廊道设计”问题，然后逐步引入最小成本路径分析（Least-Cost Path Analysis）等技术。读完这一部分，我不仅理解了路径分析的原理，更重要的是，我体会到了在实际生态规划中，如何平衡保护区的可达性与生态敏感性之间的矛盾。这本书成功地将“分析”与“决策”连接了起来，使得学习过程充满了目的性和紧迫感，而不是纯粹的知识堆砌。