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0 绪论1

0.1 新兴的地理信息技术1

0.1.1 计算机技术应用发展1

0.1.2 GIS产生2

0.1.3 GIS技术应用3

0.2 GIS的技术特色5

0.2.1 充分的信息表达5

0.2.2 专业问题地理空间几何化7

0.3 城乡规划与GIS技术7

0.3.1 规划技术转变8

0.3.2 城乡规划管理8

0.3.3 GIS技术对城市规划学科的促进作用9

思考题10

1 地理信息系统概念11

1.1 地理信息系统定义11

1.1.1 地理信息11

1.1.2 地理信息表达12

1.1.3 地理信息表达特征14

1.1.4 地理信息体系15

1.2 地图投影与地理坐标16

1.2.1 关于地图投影16

1.2.2 高斯-克吕格投影18

1.2.3 地图投影和坐标选择20

1.2.4 投影及投影转换21

1.3 地理信息与信息分析22

1.3.1 信息分析问题22

1.3.2 地理信息分析23

1.4 GIS软件24

1.4.1 ArcMap模块24

1.4.2 ArcScene模块25

1.4.3 ArcCatlog模块26

1.4.4 ArcGlobe模块26

1.4.5 CityEngine模块28

思考题30

2 地理数据组织31

2.1 矢量数据31

2.1.1 什么是矢量数据31

2.1.2 矢量数据拓扑结构33

2.1.3 矢量数据体系35

2.2 栅格数据36

2.2.1 栅格数据概念36

2.2.2 栅格数据特征39

2.2.3 栅格数据类型40

2.2.4 栅格属性表41

2.3 数据分层43

2.3.1 数据分层体系43

2.3.2 地理信息应用问题46

2.4 地理数据库47

2.4.1 地理信息的数据库组织47

2.4.2 ArcGIS的地理数据库48

2.5 地图数据应用组织50

2.5.1 地图文档50

2.5.2 地图包50

思考题51

3 矢量数据分析52

3.1 缓冲分析与叠加分析52

3.1.1 缓冲分析52

3.1.2 叠加分析54

3.2 泰森多边形与迪罗尼三角形58

3.2.1 泰森多边形58

3.2.2 迪罗尼三角形59

3.3 图元合并60

3.3.1 消减小图元60

3.3.2 线连接与线分断61

3.4 邻近度分析61

3.4.1 邻近度问题61

3.4.2 邻近度分析示例63

思考题64

4 栅格数据分析65

4.1 栅格运算原理65

4.1.1 地图代数65

4.1.2 栅格计算器66

4.1.3 插值函数68

4.2 栅格运算72

4.2.1 栅格提取72

4.2.2 栅格叠加运算74

4.2.3 栅格运算方法75

4.3 栅格综合76

4.3.1 区域概化76

4.3.2 区域边缘平滑78

4.3.3 更改数据分辨率80

4.4 图像处理81

4.4.1 图像预处理81

4.4.2 图像配准82

4.4.3 图像分析84

4.4.4 矢量与栅格相互转换86

思考题87

5 表数据分析88

5.1 关系表88

5.1.1 关系模型88

5.1.2 关系运算90

5.1.3 关系表组织91

5.2 表连接93

5.2.1 按空间位置连接数据93

5.2.2 地理信息属性表连接95

5.2.3 CAD数据转换的属性表操作97

5.3 属性域与属性字段98

5.3.1 要素类与子类型98

5.3.2 属性域100

5.3.3 用属性字段要素控制管理101

5.3.4 属性域编辑102

5.4 数据表信息挖掘105

5.4.1 信息挖掘问题105

5.4.2 统计汇总106

5.4.3 报表108

5.4.4 知识发现109

5.4.5 大数据110

思考题111

6 地形分析112

6.1 地形分析原理112

6.1.1 地形数据处理112

6.1.2 生成DEM113

6.2 基本地形分析115

6.2.1 地形坡度分析115

6.2.2 坡向分析116

6.2.3 地形的其他分析118

6.3 填挖方计算119

6.3.1 地形设计119

6.3.2 填挖计算120

6.4 地貌分析121

6.4.1 地貌识别122

6.4.2 地貌分析应用122

思考题124

7 水文分析125

7.1 水文分析功能与原理125

7.1.1 水文分析功能125

7.1.2 基础数据处理128

7.2 水文分析方法129

7.2.1 水文骨架分析129

7.2.2 水流分析133

7.2.3 等流时线134

7.3 地下水分析135

7.3.1 地下水分析方法135

7.3.2 达西流136

7.4 应用示例137

7.4.1 河流水污染监测设计137

7.4.2 城市防洪排水138

思考题139

8 三维分析140

8.1 三维关系140

8.1.1 三维分析特征140

8.1.2 三维分析内容141

8.1.3 三维体面体积143

8.2 天际线相关分析144

8.2.1 天际线分析144

8.2.2 天际线分析示例146

8.3 可见性分析148

8.3.1 视域分析148

8.3.2 视通和视线150

8.3.3 视点分析151

8.4 三维分析案例153

8.4.1 管线碰撞分析153

8.4.2 电视差转台空间优化布局154

8.4.3 防空与侦察风险分析154

思考题155

9 空间分析156

9.1 空间分析原理156

9.1.1 空间分析目的156

9.1.2 空间分布特征158

9.2 多元分析162

9.2.1 栅格数据分类163

9.2.2 分类实施164

9.2.3 ISO聚类165

9.3 密度制图166

9.3.1 人口分布166

9.3.2 核密度168

9.3.3 点密度170

9.4 区域分析171

9.4.1 区域分析方法171

9.4.2 四区区划173

思考题177

10 网络分析178

10.1 网络体系及数据结构178

10.1.1 网络分析问题178

10.1.2 网络类型179

10.2 网络构建180

10.2.1 网络构建的基本数据180

10.2.2 网络分析步骤181

10.3 地理网络分析183

10.3.1 网络分析特征183

10.3.2 网络基本分析185

10.3.3 网络高级分析188

10.4 几何网络分析190

10.4.1 几何网络构成190

10.4.2 逻辑网络192

10.5 逻辑网络分析194

10.5.1 网络追踪操作194

10.5.2 逻辑网络分析应用196

思考题197

11 线性参考198

11.1 线性参考问题198

11.1.1 什么是线性参照198

11.1.2 动态分段200

11.1.3 线性参照应用201

11.2 创建路径要素类203

11.2.1 路径要素类203

11.2.2 建立路径要素204

11.3 处理路径事件205

11.3.1 显示路径205

11.3.2 查询路径要素207

11.4 动态分段过程207

11.4.1 路径事件207

11.4.2 动态分段高级选项208

11.4.3 路径数据变换更新210

思考题212

12 地理统计213

12.1 地理统计问题213

12.1.1 地理问题的统计特征213

12.1.2 地理统计的应用215

12.1.3 GIS下的地统计217

12.2 数据检验218

12.2.1 模型选择218

12.2.2 交叉验证221

12.2.3 邻域选择与模拟222

12.2.4 数据检验示例223

12.3 度量地理分布224

12.3.1 点位分布度量224

12.3.2 空间分布特征度量226

12.3.3 空间分异特征230

思考题231

13 地图制图232

13.1 地理制图问题232

13.1.1 GIS制图特征232

13.1.2 显示制图233

13.2 制图样式与符号235

13.2.1 制图样式235

13.2.2 制图符号236

13.3 页面布局241

13.3.1 页面布局基本词汇241

13.3.2 地图元素244

13.3.3 地图册246

13.4 三维地图制作247

13.4.1 三维图制作原理248

13.4.2 三维设置249

13.4.3 三维动画250

13.4.4 三维显示252

13.5 时态数据制图253

13.5.1 存储时态数据253

13.5.2 时态制图255

思考题258

14 地理信息模型259

14.1 地理信息模型问题259

14.1.1 什么是地理信息模型259

14.1.2 地理信息专题模型260

14.2 空间问题建模261

14.2.1 表达模型和过程模型261

14.2.2 模型构建的一般过程262

14.3 模型构建器263

14.3.1 使用模型构建器263

14.3.2 模型构建器和地理处理265

14.4 模型示例266

14.4.1 视觉景观安全格局267

14.4.2 可见区与安全等级268

14.4.3 生态安全格局269

思考题271

15 应用案例272

15.1 退耕还林规划272

15.1.1 技术解析272

15.1.2 数据处理273

15.1.3 退耕还林规划的延伸分析273

15.2 优化选址274

15.2.1 优化选址问题274

15.2.2 学校选址空间分析275

15.2.3 交通区位评价276

15.3 太阳辐射277

15.3.1 太阳辐射建模277

15.3.2 太阳辐射的视域计算278

15.3.3 太阳辐射应用280

思考题281

16 其他282

16.1 地理信息分析282

16.1.1 时间分布特征分析282

16.1.2 组织结构特征283

16.1.3 地理实体的景观生态描述284

16.1.4 地理事物空间分布与变化特征286

16.1.5 对人地关系的认识287

16.2 GIS与智慧城市288

16.2.1 城市管理信息系统289

16.2.2 物联网289

16.2.3 具有智慧的城市290

16.3 用GIS技术解决专业问题的思路291

16.3.1 理解计算机数据处理机制291

16.3.2 专业问题的数据处理解析292

参考文献293