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第一部分 概述2

第1章 系统、科学和研究2

1.1 地理信息系统的重要性2

1.2 数据、信息、证据、知识和智慧6

1.3 实用型科学7

1.4 实用型技术9

1.4.1 GIS的发展史10

1.4.2 关于GIS的不同观点14

1.4.3 GIS的基本组成部分14

1.5 GIS产业17

1.5.1 软件产业17

1.5.2 数据产业18

1.5.3 地理信息服务产业18

1.5.4 出版产业20

1.5.5 GIS教育21

1.6 地理信息系统、地理信息科学和地理信息研究22

1.7 GIS和地理学25

习题27

进阶阅读材料27

第2章 GIS应用概览28

2.1 引言28

2.1.1 与GIS相伴的一天28

2.1.2 利用GIS的理由31

2.2 科学、地理和应用31

2.2.1 科学问题和GIS应用31

2.2.2 地理信息科学的应用32

2.3 典型应用领域及其基础32

2.3.1 综述32

2.3.2 政府和公共服务33

2.3.3 商业和服务业38

2.3.4 物流和交通43

2.3.5 环境47

2.4 总结51

习题52

进阶阅读材料52

第二部分 原理54

第3章 地理表达54

3.1 引言54

3.2 数字化表达55

3.3 表达的内容57

3.4 基本问题59

3.5 离散对象和连续场61

3.5.1 离散对象61

3.5.2 连续场62

3.6 栅格和矢量64

3.6.1 栅格数据64

3.6.2 矢量数据65

3.6.3 连续场的表达66

3.7 纸质地图67

3.8 制图综合69

3.8.1 制图综合方法69

3.8.2 消减顶点71

3.9 总结71

习题71

进阶阅读材料71

第4章 地理数据的特性72

4.1 引言72

4.2 再次重申基本问题73

4.3 空间自相关和尺度74

4.4 空间采样77

4.5 距离衰减80

4.6 将度量距离效应理解为空间自相关82

4.7 空间依赖关系的建立84

4.8 地理畸变的解决87

4.9 归纳和演绎及两者的结合方式89

习题90

进阶阅读材料90

第5章 地理参照91

5.1 引言91

5.2 地名94

5.3 邮政地址和邮政编码94

5.4 线性参照系统95

5.5 地籍和美国公共土地测量系统96

5.6 地球量测——经纬度97

5.7 投影和坐标99

5.7.1 平面投影和等距圆柱投影101

5.7.2 通用横轴墨卡托投影102

5.7.3 国家平面坐标系和其他局部系统103

5.8 利用GPS测量经度、纬度和高度104

5.9 地理参照转换106

5.10 总结107

习题107

进阶阅读材料108

第6章 不确定性109

6.1 引言109

6.2 U1：地理现象概念中的不确定性110

6.2.1 分析单元110

6.2.2 模糊与二义性111

6.2.3 模糊方法113

6.2.4 地理个体的尺度115

6.3 U2：地理现象测量与表达中的不确定性116

6.3.1 测量与表达116

6.3.2 不确定性的统计模型117

6.3.3 位置误差122

6.3.4 误差的空间结构123

6.4 U3：地理现象分析中产生的验证124

6.4.1 空间分析中的内部和外部验证124

6.4.2 内部验证：误差传播125

6.4.3 内部验证：误差的聚合与分解127

6.4.4 外部验证：数据结合与共享关系127

6.4.5 内部与外部误差验证：归纳与演绎128

6.5 总结129

习题130

进阶阅读材料130

第三部分 技术134

第7章 GIS软件134

7.1 引言134

7.2 GIS软件的发展135

7.3 GIS软件体系结构136

7.3.1 项目、部门和企业型GIS136

7.3.2 三层结构136

7.3.3 软件数据模型和用户定制138

7.3.4 桌面和网络GIS140

7.4 构建GIS软件系统141

7.5 GIS软件开发商142

7.5.1 ESRI公司143

7.5.2 Intergraph公司143

7.5.3 Autodesk公司143

7.5.4 GE Energy144

7.6 GIS软件系统的类型144

7.6.1 桌面型GIS软件144

7.6.2 服务器型GIS软件147

7.6.3 开发型GIS软件149

7.6.4 手持系统GIS软件149

7.6.5 其他类型的GIS软件149

7.7 GIS软件的使用150

7.8 总结151

习题151

进阶阅读材料151

第8章 地理数据建模152

8.1 引言152

8.1.1 数据模型简介152

8.1.2 数据模型抽象中的不同层次153

8.2 GIS的数据模型154

8.2.1 GIS中的CAD、图形和图像数据模型154

8.2.2 栅格数据模型155

8.2.3 矢量数据模型157

8.2.4 对象数据模型165

8.3 实例：供水设施系统中的对象数据模型168

8.4 实践中的地理数据建模169

习题171

进阶阅读材料171

第9章 GIS数据采集172

9.1 引言172

9.2 直接的地理数据获取174

9.2.1 栅格数据的获取174

9.2.2 矢量数据的获取177

9.3 间接的地理数据获取177

9.3.1 使用扫描仪获取栅格数据178

9.3.2 矢量数据的获取178

9.4 从外部数据源获取数据184

9.5 属性数据的采集188

9.6 数据采集项目管理188

习题189

进阶阅读材料189

第10章 地理数据库的创建与维护190

10.1 引言190

10.2 数据库管理系统191

10.2.1 DBMS类型192

10.2.2 地理DBMS扩展193

10.2.3 地理中间件扩展194

10.3 在DBMS表中存储数据194

10.4 SQL197

10.5 地理数据库类型与函数199

10.6 地理数据库设计201

10.7 结构化地理信息202

10.7.1 拓扑创建203

10.7.2 数据库索引205

10.8 编辑与数据维护208

10.9 多用户编辑连续的数据库209

10.9.1 事务处理209

10.9.2 版本更新209

10.10 总结211

习题212

进阶阅读材料212

第11章 分布式GIS213

11.1 引言213

11.2 分布式数据216

11.2.1 对象层次上的元数据216

11.2.2 地理图书馆218

11.2.3 集合层次上的元数据220

11.3 移动用户221

11.3.1 虚拟现实和增强现实222

11.3.2 基于位置的服务225

11.3.3 移动GIS的一些问题227

11.4 分布式软件：地理信息服务228

11.5 展望229

习题230

进阶阅读材料230

第四部分 分析232

第12章 制图学与地图生产232

12.1 引言232

12.2 地图和制图235

12.3 地图设计原理237

12.3.1 地图组成要素238

12.3.2 地图符号化239

12.4 地图集243

12.5 应用246

12.6 总结247

习题248

进阶阅读材料248

第13章 地理可视化249

13.1 用途、用户、信息和媒体简介249

13.2 地理可视化和空间查询252

13.2.1 简介252

13.2.2 空间查询和因特网制图254

13.3 地理可视化与转换254

13.3.1 简介254

13.3.2 比较统计图256

13.3.3 分区密度图257

13.4 沉浸式交互和PPGIS258

13.4.1 科学可视化和表达方法258

13.4.2 地理可视化和虚拟现实系统260

13.4.3 手持计算和地理可视化264

13.5 总结264

习题265

进阶阅读材料265

第14章 查询、度量和转换267

14.1 空间分析的定义267

14.1.1 实例268

14.1.2 空间分析和建模的类型271

14.2 查询271

14.3 度量273

14.3.1 距离和长度274

14.3.2 形状275

14.3.3 坡度和坡向276

14.4 空间变换278

14.4.1 缓冲区分析278

14.4.2 点在多边形内279

14.4.3 多边形叠加280

14.4.4 空间插值282

14.5 总结289

习题289

进阶阅读材料289

第15章 描述性概括、设计和推论方法290

15.1 更多的空间分析方法290

15.2 描述性概括291

15.2.1 中心291

15.2.2 离差（分散程度）294

15.2.3 模式度量：未标记的点294

15.2.4 模式度量：标记的要素296

15.2.5 破碎和分形维度297

15.3 最优化299

15.3.1 点的定位300

15.3.2 路径问题301

15.3.3 最佳路径303

15.4 假设检验304

15.5 总结307

习题307

进阶阅读材料307

第16章 利用GIS进行空间建模308

16.1 引言308

16.1.1 建立模型的原因310

16.1.2 分析还是建模311

16.2 模型类型312

16.2.1 静态模型及其标准312

16.2.2 个体和集合模型313

16.2.3 元胞模型315

16.2.4 制图建模与地图代数316

16.3 建模技术317

16.3.1 在GIS中实现模型317

16.3.2 模型耦合317

16.3.3 分类和共享模型318

16.4 多标准方法319

16.5 检测模型的精确性和有效性321

16.6 总结322

习题322

进阶阅读材料323

第五部分 管理及策略326

第17章 管理GIS326

17.1 引言326

17.2 开发一个可持续发展的GIS的步骤329

17.2.1 选择GIS330

17.2.2 实施GIS336

17.2.3 管理持续运行的操作型GIS338

17.3 维护GIS339

17.3.1 GIS员工和团队339

17.3.2 项目经理340

17.3.3 应对不确定性340

17.4 总结342

习题342

进阶阅读材料342

第18章 GIS与管理、知识经济及信息343

18.1 “业务管理”时代的来临343

18.2 管理——成功使用GIS的关键345

18.2.1 基本要素345

18.2.2 管理者面对的来自GIS的一些挑战347

18.2.3 各种管理观点347

18.2.4 业务驱动348

18.3 知识经济、知识管理和GIS351

18.3.1 创新的事物351

18.3.2 知识和信息的价值352

18.4 信息——知识经济的货币353

18.4.1 信息和知识——良好决策的依据353

18.4.2 信息的特点354

18.4.3 地理信息的特性355

18.4.4 因特网、万维网和地理信息356

18.5 GIS产业及其发展动力358

18.5.1 供应方358

18.5.2 需求方359

18.6 总结360

习题360

进阶阅读材料360

第19章 GIS的资产与约束条件361

19.1 GIS与法律361

19.1.1 保护信息资产362

19.1.2 关于信息所有权的重要问题363

19.1.3 法律责任和GIS365

19.1.4 GIS和隐私权366

19.2 GIS从业人员及其技能366

19.2.1 GIS教育与培训现状367

19.2.2 GIS中的专业认证369

19.2.3 现有GIS教育与学习的改进370

19.3 核心地理信息的可用性370

19.3.1 基础地理信息框架的本质373

19.3.2 基础地理信息框架的可用性374

19.4 约束条件376

19.4.1 GIS战略的作用376

19.4.2 GIS项目的风险管理378

19.5 总结380

习题380

进阶阅读材料380

第20章 GIS伙伴关系381

20.1 引言381

20.2 区域合作382

20.3 国家级合作383

20.3.1 美国国家空间数据基础设施384

20.3.2 寻求解决方法385

20.3.3 NSDI的实质内容386

20.3.4 NSDI的参与者387

20.3.5 美国NSDI是否成功387

20.3.6 美国NSDI的发展389

20.4 多国合作389

20.4.1 欧洲方面389

20.4.2 亚洲及太平洋地区GIS基础设施常设委员会390

20.5 民族主义、全球化、政策与GIS391

20.5.1 全球数据库391

20.5.2 建立标准的全球合作394

20.5.3 全球空间数据基础设施395

20.6 改变一切的极端事件395

20.6.1 GIS帮助袭击者的方式396

20.6.2 公众获取地理信息是否会带来问题396

20.6.3 GIS在应对恐怖主义活动中的作用398

20.6.4 GIS是否提供了帮助400

20.7 总结400

习题400

进阶阅读材料400

第21章 结束语401

21.1 引言401

21.2 书中涉及的主题401

21.2.1 系统、科学和研究401

21.2.2 地理信息系统和地理空间403

21.2.3 地理反映及地理信息系统研究404

21.2.4 GIS及其技术405

21.2.5 GIS及其管理405

21.2.6 GIS应用406

21.3 GIS面临的十个巨大挑战408

21.3.1 全球数据408

21.3.2 GIS专业化409

21.3.3 GIS课程410

21.3.4 GIS用户的共同权利411

21.3.5 全球人口统计411

21.3.6 丰富的地理人口统计数据基础设施的发展412

21.3.7 从以地理为中心到以自我为中心的转变412

21.3.8 支持地理全景的数据模型413

21.3.9 与恐怖主义作战413

21.3.10 支持更多类型的地理模拟413

21.4 总结414

习题415

进阶阅读材料415

缩写词表416

索引？421