本书是《北京大学地理教学丛书》之一。全书系统介绍了GIS的基本理论、功能实现和应用技术，共包括五个部分，其中收录了国内外有关GIS技术和应用的最新研究成果，同时每章前写有导读，便于读者阅读使用。
本书作为教材而编写，但同时希望它能对GIS开发人员、管理人员有所帮助。
《北京大学地理教学丛书》序
序
前言
第一篇 基本概念和理论
第一章 地理信息系统概论
1.地理信息系统的基本概念
1.1信息、数据、地理数据与地理信息
1.2信息系统(Information System)及其类型
2.地理信息系统及其类型
2.1地理信息系统
2.2地理信息系统的类型
2.3地理信息系统的构成
3.地理信息系统的功能概述
3.1数据采集、监测与编辑
3.2数据处理
3.3数据存储与组织
3.4空间查询与分析
3.5图形与交互显示
4.地理信息系统的研究内容
4.1研究内容
4.2地理信息系统相关学科
5.地理信息系统发展简史
5.160年代开拓发展阶段
5.270年代巩固阶段
5.380年代突破阶段
5.490年代社会化阶段
6.GIS的发展展望
6.1GIS理论研究中亟待解决的问题
6.2地理信息系统的发展动态
第二章 从现实世界到比特世界
1.对现实世界的地理认知
1.1认知的含义
1.2环境映象与模型
1.3地图认知模型
1.4地理客体的科学认知
1.5地图是客观世界的形象—符号—概括模型
2.现实世界的抽象
2.1现实世界
2.2概念世界
2.3地理空间世界(Geospatial World)
2.4维度世界(Dimensionality World)
2.5项目世界(Project World)
3.比特世界
3.1比特世界
3.2模型的作用
3.3GIS空间数据建模
3.4GIS空间数据模型的概念与分类
第三章 空间数据模型
1.空间数据模型的基本问题
1.1概念
1.2空间数据模型的类型
1.3GIS空间数据模型的学术前沿
2.场模型
2.1场的特征
2.2栅格数据模型
3.要素模型
3.1欧氏(Euclidean)空间和欧氏空间中的三类地物要素
3.2要素模型的基本概念
3.3矢量数据模型
4.基于要素的空间关系分析
4.1空间关系的基本概念
4.2拓扑空间关系分析
4.3方向空间关系分析
4.4度量空间关系分析
5.网络结构模型
5.1网络空间
5.2网络模型
6.时空模型
6.1时空数据模型概述
6.2时空数据模型设计的基本思想
7.三维模型
7.1三维GIS的功能
7.2三维数据结构
第四章 空间参照系统和地图投影
1.地球椭球体基本要素
1.1地球椭球体
1.2地图比例尺
2.坐标系
2.1地理坐标
2.2平面上的坐标系
2.3直角坐标系的平移和旋转
3.地图投影的基本问题
3.1地图投影的概念
3.2地图投影的变形
3.3地图投影的分类
3.4地图投影的选择
3.5常用的一些地图投影
4.高斯-克吕格投影
5.地形图的分幅和编号
5.1地形图的分幅
5.2分幅编号
第五章 GIS中的数据
1.数据涵义与数据类型
1.1数据的涵义
1.2空间数据的类型
1.3空间数据的表示方法
2.数据的测量尺度
2.1命名(Nominal)量
2.2次序(Ordinal)量
2.3间隔(Interval)量
2.4比率(Ratio)量
3.地理信息系统的数据质量
3.1数据质量的基本概念
3.2空间数据质量问题的来源
3.3常见空间数据的误差分析
3.4空间数据质量控制
4.空间数据的元数据
4.1元数据的概念及类型
4.2空间数据元数据的应用
4.3在地理信息系统中使用元数据的原因
4.4空间数据元数据的获取与管理
4.5元数据存储和功能实现
第二篇 地理信息系统功能
第六章 空间数据获取与处理
1.地图数字化
1.1概述
1.2地图数据类型
1.3数字化仪数字化
1.4扫描矢量化及常用算法
2.空间数据录入后的处理
2.1图形坐标变换
2.2图形拼接
2.3拓扑生成
第七章 空间数据管理
1.空间数据库
1.1地理信息系统与一般管理信息系统的比较
1.2空间数据库
1.3数据与文件组织
1.4GIS的内部数据结构——矢量结构和栅格结构
2.栅格数据结构及其编码
2.1栅格数据结构
2.2决定栅格单元代码的方式
2.3编码方法
3.矢量数据结构及其编码
3.1矢量数据结构
3.2编码方法
4.矢栅结构的比较及转换算法
4.1栅格结构与矢量结构的比较
4.2相互转换算法
5.空间索引机制
5.1索引概念
5.2索引类型
6.空间信息查询
6.1基于属性特征查询
6.2基于空间关系和属性特征的查询(SQL)
6.3一种空间扩展SQL查询语言——GeoSQL
第八章 空间分析
1.空间查询与量算
1.1空间查询
1.2空间量算
2.空间变换
3.再分类
4.缓冲区分析
5.叠加分析
5.1视觉信息叠加
5.2点与多边形叠加
5.3线与多边形叠加
5.4多边形叠加
5.5栅格图层叠加
6.网络分析
6.1网络数据结构
6.2主要网络分析功能
7.空间插值
7.1空间插值的概念和理论
7.2空间插值的数据源
7.3空间插值方法
8.空间统计分类分析
8.1主成分分析
8.2层次分析法
8.3系统聚类分析
8.4判别分析
第九章 数字地形模型(DTM)与地形分析
1.概述
1.1DTM和DEM
1.2DEM的表示法
2.DEM的主要表示模型
2.1规则格网模型
2.2等高线模型
2.3不规则三角网(TIN)模型
2.4层次模型
3.DEM模型之间的相互转换
3.1不规则点集生成TIN
3.2格网DEM转成TIN
3.3等高线转成格网DEM
3.4利用格网DEM提取等高线
3.5TIN转成格网DEM
4.DEM的建立
4.1DEM数据采集方法
4.2数字摄影测量获取DEM
4.3DEM数据质量控制
5.DEM的分析和应用
5.1格网DEM应用
5.2三角网DEM分析应用
第十章 空间建模与空间决策支持
1.空间分析过程及其模型
1.1空间分析过程
1.2空间分析建模
2.空间决策支持模型
2.1空间决策过程的复杂性
2.2空间决策分析的理论和方法
2.3空间决策支持系统
2.4通用智能空间决策支持系统结构体系
2.5空间决策支持系统的模型管理系统
3.专家系统
3.1专家系统的基本组成
3.2专家系统的知识处理
3.3空间分类专家系统实例——土地类型分类
4.数据仓库与空间数据挖掘
4.1数据仓库(Data Warehouse)
4.2数据挖掘(Data Mining)
4.3空间数据挖掘
5.GIS空间分析与空间动态建模
5.1GIS与空间动态模型的结合方式
5.2元胞自动机简介
5.3元胞自动机模拟林火蔓延模型
5.4元胞自动机与GIS集成应用中的局限性
6.空间相互作用与位置——分配模型
6.1地理位置
6.2空间优化模式的定义
6.3空间优化模式的分类
6.4静态-离散空间优化模式的数学表达：线性规划
第十一章 空间数据表现与地图制图
1.概述——地理信息系统数据表现与地图学
1.1构成地图学与地理信息系统的数学法则
1.2地图学和地理信息系统的符号
1.3地图学和地理信息系统的制图综合
2.地图的符号
2.1地图符号的实质
2.2地图符号的构成特点
2.3地图上的注记
3.专题信息表现
3.1专题地图的分类和内容
3.2面状专题内容的表示方法
3.3专题地图内容的表现手段
4.专题地图设计
4.1图幅基本轮廓的设计
4.2制图区域范围的确定
4.3专题地图数学基础的设计
4.4图面设计
5.制图综合(制图概括)
5.1制图综合的概念
5.2影响制图综合的主要因素
5.3制图综合的基本方法
6.地理信息的可视化
6.1基本概念
6.2地学可视化的类型
6.3虚拟地理环境
6.4地学可视化研究框架
第三篇 地理信息系统应用技术
第十二章 3S集成技术
1.遥感简介
2.全球定位系统简介
2.1GPS系统介绍
2.2GPS定位基本原理
2.3GPS误差和纠正
3.GIS与遥感的集成及具体技术
4.GIS与全球定位系统的集成及具体技术
5.3S集成综合述
第十三章 网络地理信息系统
1.计算机网络技术
1.1网络的基本概念
1.2因特网(Internet)
2.分布式地理信息系统
2.1分布式系统和C/S模型
2.2网络地理信息系统的组合方式
2.3网络地理信息系统的概念设计
3.WebGIS——万维网地理信息系统
3.1因特网和GIS
3.2WebGIS简介
3.3WebGIS的实现技术
第十四章 地理信息系统应用实例
1.城市规划、建设管理
2.农业气候区划
2.1项目背景与需求
2.2农业气候区划信息系统(ACDIS)系统结构及工作流程
2.3“3S”技术在项目中的应用
3.大气污染监测管理
4.道路交通管理
4.1路廓设计
4.2道路管理
4.3流量和路径分析
5.地震灾害和损失估计
6.地貌
6.1地貌信息的内涵、地貌系统的特点与分析方法
6.2地貌信息系统
7.医疗卫生
7.1GIS与流行病研究
7.2GIS与医疗设施分布
7.3联系流行病学与医疗实施规划——空间决策支持系统
8.军事
8.1国外军事地理信息系统(MGIS)现状
8.2国外军事应用系统示例
8.3MGIS的发展方向
第十五章 地理信息系统应用项目组织和管理
1.GIS应用项目简介
1.1GIS应用模型与分类
1.2开发GIS应用的方式
1.3GIS应用项目
2.应用项目策略性规划
3.应用项目合同
4.应用项目实施性规划——软硬件配置
5.子项目划分和进度安排
5.1划分子项目
5.2进度安排的原则和表示方法
6.项目预算
6.1项目预算的主要内容
6.2项目预算的方法
7.人员管理
7.1地理信息系统应用项目中的人员
7.2对人员需求的了解——进行管理的基础
7.3人员的组织管理
8.开发和数据管理
8.1软件开发管理
8.2数据管理
9.项目控制与评估
10.软件研制和开发的质量管理——对于GIS软件开发组织的指导
10.1ISO9000系列标准
10.2软件过程改进的CMM模型
第十六章 地理信息系统软件工程技术
1.软件工程简介
1.1基本概念
1.2软件工程活动
1.3结构化方法和面向对象方法
1.4开发过程模型
2.GIS领域的体系结构和构件
3.GIS需求分析
3.1GIS需求获取
3.2GIS需求规约
4.数据管理设计
4.1全部采用文件管理
4.2文件结合关系数据库管理
4.3全部采用关系数据库管理
4.4采用面向对象数据库(OO-DBMS)管理
5.界面设计
5.1界面设计原则
5.2GIS界面设计中的要素
5.3GIS界面样式
6.GIS中的设计模型
7.在GIS项目中使用CASE工具——空间过程支持与空间数据配置管理
第十七章 地理信息系统标准
1.地理信息系统标准简介
2.ISO/TC211地理信息标准
3.开放的地理数据互操作规范——OpenGIS
第十八章 地理信息系统和社会
1.GIS的社会化
1.1实验室的GIS到社会化的GIS
1.2GIS社会化的影响
2.GIS社会化的其他问题
2.1产业
2.2政策
2.3法律
2.4教育和评估认证
3.社会对GIS发展的影响
第十九章 地球信息科学和数字地球
1.地球信息科学
1.1几个相关概念
1.2地球信息科学的研究内容
2.数字地球的产生背景以及其概念
3.数字地球核心技术综述
4.国家信息基础设施和国家空间数据基础设施
4.1国家信息基础设施
4.2国家空间数据基础设施
附录一 GIS的计算机基础
1.计算机组成原理
1.1计算机发展历史和展望
1.2计算机的基本组成
1.3存储系统
1.4输入/输出系统
1.5计算机系统性能
2.数据库系统基础
2.1数据库的基本概念
2.2数据库的数据模型
2.3数据库管理系统
3.数据结构和算法
3.1数据结构的概念
3.2两种重要的数据——树和图
3.3算法
附录二 GIS工具软件介绍
1.ESRI产品系列
2.Intergraph产品系列
3.Mapinfo产品系列
4.国产GIS软件
4.1MapGIS
4.2GeoStar
4.3Citystar
参考文献
1.书
2.标准和规范
3.杂志
4.Website
5.论文
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