地理信息系统的学科体系包含地理信息系统原理、地理信息系统开发和地理信息系统应用三个层次，本书的主要内容是围绕地理信息系统原理而展开的，并从地理信息系统组成、数据基础、应用分析模型、地理信息系统工程等角度进行描述。 本书力图避免复杂枯燥的讲述方法，试图运用科学易懂的语言，配合图形和实例进行讲解，目的是帮助读者对地理信息系统这门学科有一个总体的认识和掌握。本书在传统的地理信息系统原理书籍的基础上，添加了应用分析模型、地理信息系统工程等与实践相关的内容。 本书适合作为地理信息系统及相关专业的本专科学生地理信息系统原理课程的教材，也适合具有地理学、测绘学、计算机科学技术等学科背景的读者。目 录
第1章 绪论 1
1.1 地理信息系统的基本概念 1
1.1.1 信息与地理信息 1
1.1.2 信息系统与地理信息系统 1
1.2 地理信息系统的组成 2
1.2.1 硬件系统 2
1.2.2 软件系统 6
1.2.3 地理空间数据 10
1.2.4 应用分析模型 11
1.2.5 系统开发、管理和应用 人员 11
1.3 地理信息系统的功能概述 12
1.3.1 基本功能需求 12
1.3.2 地理信息系统的基本 功能 12
1.4 地理信息系统的类型 14
1.4.1 按GIS的功能分类 14
1.4.2 按数据结构分类 14
1.4.3 按数据维数分类 15
1.4.4 按软件开发模式和支撑 环境分类 15
1.5 地理信息系统的发展 16
1.5.1 GIS的发展简史 16
1.5.2 GIS的发展展望 17
第2章 地理空间的数学基础 19
2.1 地球空间参考 19
2.1.1 地球形状与地球椭球 19
2.1.2 坐标系统 20
2.1.3 高程系 22
2.2 地图投影 22
2.2.1 地图投影的概念 22
2.2.2 地图投影的变形与分类 22
2.2.3 地图投影的选择 23
2.2.4 地图投影与GIS的 关系 25
2.3 空间坐标转换 25
2.3.1 空间坐标转换的基本 概念 25
2.3.2 投影解析转换 25
2.3.3 数值拟合转换 26
2.4 空间尺度 27
2.4.1 观测尺度 27
2.4.2 比例尺 27
2.4.3 分辨率 28
2.4.4 操作尺度 29
2.5 地理格网 29
2.5.1 地理格网的作用 29
2.5.2 常见的地理格网 30
2.5.3 我国的地理格网标准 31
第3章 空间数据的采集与处理 32
3.1 GIS数据源 32
3.1.1 地图数据 32
3.1.2 遥感图像 33
3.1.3 数字资料 33
3.1.4 文字报告 34
3.2 地理实体分类与数据编码 34
3.2.1 地理实体分类 34
3.2.2 地理实体编码 35
3.3 空间数据采集 38
3.3.1 空间数据的矢量化 38
3.3.2 矢量化在GIS软件中的 实现方法 42
3.3.3 使用数字化仪进行矢量化 工作 45
3.3.4 不同格式数据的转换 48
3.4 空间数据处理 50
3.4.1 数据的检查与编辑 51
3.4.2 数据几何纠正 52
3.4.3 投影变换 54
3.4.4 图幅拼接 56
3.4.5 建立拓扑关系 59
3.5 数据质量控制 62
3.5.1 空间数据质量的概念 62
3.5.2 空间数据质量评价 63
3.5.3 误差的类型 64
3.5.4 空间数据质量的控制 65
3.6 空间数据标准 66
3.6.1 空间数据分类标准 66
3.6.2 空间数据交换标准 66
3.6.3 GIS空间元数据 67
3.6.4 空间数据的互操作和 Open GIS规范 71
第4章 空间数据结构 76
4.1 地理空间及其表达 76
4.1.1 地图对地理空间的表达 77
4.1.2 地理信息的数字化表达 78
4.1.3 空间数据特征 79
4.2 栅格数据结构 82
4.2.1 栅格数据的基本概念 82
4.2.2 栅格数据结构的表示 方法 84
4.2.3 栅格数据的组织方法 85
4.2.4 栅格数据的取值方法 87
4.2.5 栅格数据存储的压缩 编码 89
4.3 矢量数据结构 96
4.3.1 矢量数据结构编码的基本 内容 97
4.3.2 矢量编码方法 99
4.4 矢量与栅格数据结构的比较 104
4.4.1 矢量与栅格数据结构的 比较概述 104
4.4.2 矢量数据、栅格数据 一体化 105
4.4.3 矢量数据和栅格数据的 选择 108
4.5 三维数据结构 109
4.5.1 八叉树数据结构 110
4.5.2 四面体格网 112
4.5.3 三维边界表示法 112
4.5.4 参数函数表示法 113
第5章 空间数据管理 114
5.1 数据的管理模式 114
5.1.1 数据管理的文件方式 114
5.1.2 数据库系统管理数据的 方式 116
5.2 数据模型 117
5.2.1 层次模型 118
5.2.2 网状模型 118
5.2.3 关系模型 118
5.2.4 面向对象模型 119
5.2.5 三维空间数据模型 121
5.3 空间数据库的设计 121
5.3.1 空间数据库的概念 121
5.3.2 空间数据库系统的构成 125
5.3.3 空间数据库的设计、实现 和维护 125
第6章 空间分析 140
6.1 空间分析的内容与步骤 140
6.1.1 空间分析的内容 140
6.1.2 空间分析的步骤 141
6.2 空间分析的基本方法 144
6.2.1 缓冲区分析 144
6.2.2 叠加分析 147
6.2.3 网络分析 150
6.2.4 包含分析 153
6.2.5 数字地面模型与地形 分析 154
6.3 空间数据的其他分析方法 161
6.3.1 空间查询与量算 161
6.3.2 空间插值 168
6.3.3 空间信息分类 173
6.3.4 空间统计分析 175
第7章 地理信息系统的数学模型 178
7.1 建立数学模型的一般过程 178
7.2 数理统计分析模型 179
7.2.1 主成分分析 180
7.2.2 层次分析 183
7.2.3 系统聚类分析 186
7.2.4 判别分析 193
7.3 回归分析模型 196
7.3.1 一元线性回归模型 197
7.3.2 多元线性回归模型 199
7.4 线性规划模型 200
7.4.1 线性规划的数学模型 201
7.4.2 线性规划的标准形式 202
第8章 空间数据显示与制图输出 208
8.1 空间数据显示 208
8.1.1 地理信息系统数据表现 与地图学 208
8.1.2 地图符号 210
8.2 空间数据制图输出 215
8.2.1 专题信息表达 215
8.2.2 专题地图设计 222
8.2.3 制图综合 225
8.2.4 制图输出在软件上的实现 方法 229
第9章 三维GIS与网络GIS 231
9.1 三维GIS 231
9.1.1 三维GIS概述 231
9.1.2 三维GIS的基本功能与软件 实现 234
9.2 网络GIS 236
9.2.1 计算机网络技术 236
9.2.2 分布式地理信息系统 240
9.2.3 万维网地理信息系统 249
第10章 地理信息系统工程 255
10.1 地理信息系统工程的概念 255
10.2 应用型地理信息系统的设计内容 与步骤 256
10.2.1 应用型地理信息系统设计 的内容 256
10.2.2 应用型地理信息系统设计 与开发的步骤 256
10.3 需求分析 257
10.3.1 用户情况调查 258
10.3.2 明确系统的目标和 任务 260
10.3.3 系统可行性研究 260
10.4 系统的设计 262
10.4.1 GIS的总体设计 262
10.4.2 数据库设计 266
10.4.3 GIS的详细功能设计 272
10.5 系统的开发与实施 273
10.5.1 系统的开发模型 273
10.5.2 系统的开发技术 276
10.5.3 系统的实施 278
10.6 系统的评价与维护 278
10.6.1 系统的评价 278
10.6.2 系统的维护 279
第11章 成熟地理信息系统软件 280
11.1 ArcGIS 280
11.1.1 桌面GIS软件 280
11.1.2 嵌入式GIS软件 299
11.1.3 移动GIS软件 300
11.1.4 服务器GIS软件 301
11.2 MapInfo 304
11.2.1 表的基本概念 305
11.2.2 地图图层 307
11.2.3 MapInfo的窗口类型 308
11.2.4 地图对象 309
11.3 MapGIS 309
11.3.1 MapGIS基础平台 309
11.3.2 嵌入式平台(MapGIS-EMS) 310
11.3.3 网络地理信息系统开发 平台(MapGIS-IMS) 312
11.3.4 三维开发平台 (MapGIS-TDE) 312
11.4 SuperMap 315
11.4.1 SuperMap GIS 5桌面 产品 316
11.4.2 SuperMap Objects 322
11.4.3 eSuperMap 323
11.4.4 海量空间数据管理技术 326
参考文献 328
