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第一章 绪论1

学习目标1

第一节 地理信息系统的基本概念1

一、数据与信息1

二、地理信息与地图2

三、信息系统与地理信息系统3

第二节 地理信息系统的特征和类型4

一、地理信息系统的特征4

二、地理信息系统的类型4

第三节 地理信息系统的组成5

一、计算机硬件系统6

二、计算机软件系统6

三、地理数据7

四、应用人员8

第四节 地理信息系统的功能9

一、数据采集与输入9

二、数据编辑与更新9

三、数据存储与管理9

四、空间查询与分析10

五、数据显示与输出10

第五节 地理信息系统的应用10

一、统计与量算10

二、规划与管理10

三、预测与监测11

四、辅助决策11

第六节 地理信息系统的研究内容11

一、研究内容11

二、相关学科12

第七节 地理信息系统发展概况13

一、国际发展状况13

二、国内发展状况15

术语16

习题17

参考文献17

第二章 空间数据结构与编码18

学习目标18

第一节 地理空间数据及其特征18

一、GIS的空间数据18

二、地理数据的基本特征18

三、地理空间数据类型19

四、数据的测量尺度20

第二节 空间数据的拓扑关系22

一、拓扑的概念和意义22

二、空间数据的拓扑关系22

三、拓扑结构的表达24

第三节 空间数据结构24

一、空间数据结构的概念和类型24

二、矢量数据结构25

三、栅格数据结构26

第四节 矢量结构与栅格结构的比较及转换28

一、栅格数据与矢量数据的比较28

二、矢量结构与栅格结构的相互转换29

三、矢量与栅格一体化34

第五节 空间数据的编码方法35

一、编码的概念和意义35

二、栅格数据编码方法35

三、矢量数据编码方法41

术语44

习题45

参考文献45

第三章 空间数据的输入与处理46

学习目标46

第一节 数据输入方式46

一、手工方式46

二、手扶跟踪数字化方式46

三、扫描方式46

四、处理和信息提取方式47

五、数据通讯方式47

第二节 地图数字化47

一、手扶跟踪数字化47

二、扫描矢量化方法49

第三节 地图数据处理52

一、数据处理的概念和意义52

二、图形坐标变换52

三、地图投影变换54

四、图幅拼接55

五、图形数据编辑57

六、建立拓扑关系57

第四节 空间数据的压缩处理58

一、数据压缩的途径58

二、曲线矢量数据的压缩59

三、面域栅格数据的压缩60

第五节 属性数据输入与编辑60

一、属性数据的录入与编辑60

二、属性数据编码的原则60

三、属性数据编码的内容61

四、属性数据编码的方法61

术语62

习题62

参考文献62

第四章 空间数据管理64

学习目标64

第一节 数据的层次与文件组织64

一、数据的层次单位64

二、数据间的逻辑联系65

三、常用数据文件66

第二节 空间数据库68

一、数据库的概念68

二、数据库的特点69

三、两种不同类型的数据库69

四、数据库的系统结构70

五、数据库管理系统71

六、数据字典72

七、数据安全73

第三节 传统数据库的数据模型74

一、关系模型74

二、层次模型75

三、网络模型75

第四节 面象向对象的数据库系统76

一、传统数据库管理地理空间数据的局限性76

二、面向对象数据模型的优点77

三、面向对象方法中的基本概念77

四、面向对象的几何抽象类型79

五、面向对象的属性数据模型80

六、面向对象数据库系统的实现81

第五节 数据管理设计82

一、文件管理83

二、关系数据库管理83

三、文件结合关系数据库管理84

四、面相对象数据库（OO-DBMS）管理85

术语86

习题86

参考文献86

第五章 空间数据质量与元数据88

学习目标88

第一节 空间数据质量88

一、空间数据质量的概念88

二、空间数据质量评价88

三、空间数据质量问题的来源与分析89

四、数据质量控制92

第二节 空间数据的元数据93

一、元数据概念与分类93

二、空间数据元数据所涉及的概念95

三、空间数据元数据的标准96

四、空间数据元数据的获取与管理96

五、空间数据元数据的应用97

术语98

习题99

参考文献99

第六章 空间分析的基本方法100

学习目标100

第一节 地理信息系统的空间分析模型100

一、地学模型概述100

二、空间分析模型的特点101

三、空间分析建模101

四、空间分析的步骤102

第二节 空间查询与量算102

一、空间查询102

二、空间量算103

第三节 视觉信息复合分析104

一、点、线和面状图之间的复合104

二、遥感信息和专题图的视觉复合105

三、专题图和数字高程图视觉复合105

第四节 空间聚类与聚合分析105

一、空间聚类105

二、空间聚合106

三、区域提取107

第五节 叠置分析108

一、矢量数据的叠置分析108

二、栅格数据的叠置分析110

第六节 泰森多边形分析111

一、泰森多边形的概念和生成111

二、泰森多边形的特点112

三、泰森多边形分析的应用112

第七节 缓冲区分析112

一、缓冲区的概念和作用112

二、缓冲区的建立113

三、缓冲区分析应用实例114

第八节 网络分析115

一、网络的概念和构成115

二、常见的网络分析功能116

第九节 空间插值117

一、整体内插法117

二、局部内插法118

第十节 空间信息分类与统计分析120

一、空间信息分类120

二、空间统计分析123

术语124

习题125

参考文献125

第七章 数字地形模型及其应用126

学习目标126

第一节 数字高程模型的概念和表示126

一、DTM和DEM的概念126

二、DEM的表示法126

第二节 数字高程模型的建立129

一、DEM的数据源与采集方法129

二、DEM的空间插值方法131

三、DEM的生成流程132

第三节 DEM分析与应用133

一、基本地形因子计算133

二、谷脊特征分析136

三、地形剖面分析137

四、淹没损失估算137

五、地貌类型的自动划分137

六、从DEM数据自动形成地形轮廓线137

七、通视分析138

八、地形可视化138

术语140

习题141

参考文献141

第八章 空间决策支持与专家系统142

学习目标142

第一节 空间决策支持142

一、决策的概念143

二、决策支持系统的概念和特点143

三、决策支持系统的构成143

四、空间决策支持的一般过程145

第二节 专家系统146

一、专家系统的基本组成146

二、专家系统的知识表示与推理147

三、人工智能与专家系统148

术语149

习题149

参考文献149

第九章 网络地理信息系统150

学习目标150

第一节 计算机网络的概念和类型150

一、计算机网络的定义150

二、网络的拓扑结构和连接方式150

三、计算机网络的类型151

四、因特网（Internet）152

第二节 网络地理信息系统152

一、分布式系统152

二、网络地理信息系统的组合方式154

三、网络地理信息系统的概念设计156

第三节 WEBGIS158

一、WebGIS概念158

二、WebGIS设计思想与实现方法158

三、WebGIS应用前景160

术语161

习题161

参考文献162

第十章 地理信息系统产品输出163

学习目标163

第一节 地理信息输出系统163

一、地理信息的输出设备163

二、屏幕显示164

三、打印输出164

四、绘图机输出164

第二节 地理信息系统产品的类型166

一、地图166

二、影像图166

三、统计图表166

四、电子沙盘166

第三节 电子地图167

一、电子地图的概念167

二、电子地图的特点167

三、电子地图的运行环境167

四、电子地图的生成和显示169

五、电子地图应用展望171

术语171

习题171

参考文献171

第十一章 地理信息系统设计与标准化172

学习目标172

第一节 地理信息系统设计172

一、地理信息系统设计的基本思想和要求172

二、地理信息系统设计的步骤173

第二节 地理信息系统的评价176

一、系统效率176

二、系统可靠性176

三、可扩展性176

四、可移植性176

五、系统效益176

第三节 地理信息系统的标准化177

一、GIS标准化概述177

二、GIS标准化的内容177

三、ISO/TC211地理信息标准简介178

术语180

习题181

参考文献181

第十二章 地理信息系统应用实例182

学习目标182

第一节 城市居民防空疏散指挥信息系统182

一、系统目标和意义182

二、系统的概念化设计182

三、系统开发186

第二节 网络数字土地系统设计188

一、系统设计的总体目标及思路188

二、系统结构的总体设计188

三、软、硬件支持191

四、系统功能结构及技术细节192

五、数字土地系统展望198

术语198

习题198

参考文献198

第十三章 3S集成技术与数字地球200

学习目标200

第一节 3S集成技术200

一、GIS与遥感的集成201

二、GIS与全球定位系统的集成202

三、3S集成概述204

第二节 数字地球简介205

一、数字地球的基本概念205

二、数字地球的核心技术206

三、数字地球的应用208

第三节 国家信息基础设施与国家空间数据基础设施211

一、国家信息基础设施211

二、空间数据基础设施211

术语212

习题213

参考文献213

附录：GIS工具软件介绍214

一、ESRI产品系列214

二、MAPINFO软件216

三、MAPGIS软件217

四、GeoStar软件218

参考文献219